Full text of "La teoria atomica"

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IJjULIOTKCA SCIKNTIFICA I NTKRN AZIONA I.K

VOL. XVIII.*>

liiiìuv'jjjiCA Scientifica Internazionale ^

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y.if/iiitA . . . »6 —

I \.hMHhh%h flKnAhf,, \*t'uv,\i'.rt, i; tittzU'.nrit, noi» di un alienista. » 6 —

f.Of.KYkk F.M.S, An/ifi^l h|'';ttr/jlo, <;oii Ujv. fog. e (jrom. . . » 7 —

Legatura airingl';«6 ogni volume » i 50

DI l'HOSSIMA PUHHLICAZIONE:

UKhSHTKis. I clr^iue nniinl deiruomo 1 Voi

VtuiuH. Vulcani e Tcrn^rnotl 1 »

M£8HiitM0LiA. r,n cìr^t/yl/izionc nionoUiriu . . . • l »

Id. Il ChmIÌU; 1 »

CoHSA prof. L. Il r^nvoro o lo une trasformazioni ccononilclio i »

Cank«tkini. f-n tffOF'in di Dnrwin 1 »

liòiiMEUT. \M parlficìfxtzione al guadagno e airindustria . . 1 »

Cantoni O. Natura e niglone 1 »

LuzzATi prof. L. Ì.C leggi Hcientlflclie del rlHi)nrmlo . . . . i
» » Protezione e libero cambio negli Stati-Uniti

d'America 1

Morselli prof. Enrico. 11 Suicidio, Saggio di Statistica mo-
rale comparata i

TEORIA ATOMICA

PER

AD. WURTZ

Membro dell'Istituto, Decano onorario della Facoltà di Medicina,
Professore alla Facoltà di Scienzk di Parigi.

MILANO

FRATELLI DUMOLARD

1879.

Proprieià letteraria.

e -

.- J?^--

*l-;.^.»-' ^ ,cv^''

Milano, coi tipi di G. Colio

INDICE DELLE MATERIE

LIBRO PRIMO.
QH ATOMI.

Capitolo Primo.

Introduzione storica — Richter — Dalton — Proust: fissità
delle proporzioni chimiche — Richter: legge di propor-
zionalità . — Dalton : ipotesi degli atomi — Notazione di
Dalton Pag. 1

Capitolo II.

Legge dei volumi: Gatj-Lunae, Acogadro ed Ampère, Ber*
zelius, — Gay-Lussac : legge dei volumi — Ipotesi d*Avo-
gadro — Ipotesi d'Ampère — Interpretazioni di Berzelius
— Berzelius : Teoria corpuscolare ....... 31

Capitolo III.

Ipotesi di Prout — Legge dei calori specifici — Isornor'
ftsmo. — Dulong e Petit : legge dei calori specifici — Mits-
cherlich : Isomorfismo — Sistema dei pesi atomici di Ber-
zelius » 46

VI INDICE DEL LE MA TEBIE

Capitolo IV.

.V-rfAtn/t ^^o^i ^rfuir.aìenti rhlm/ri — Notazione in equica-
ì/^r^ij, — OVfMAzioni ftl prinf^lf.io biella notazione di Bcr-
■/AV\^^^ — r»iV'ìi«ftk>nft rjftllc obbiezioni formointe da Gmelin

— \r\^^,r.^.'Xn'rt,7A (\c\\f\ noUi/.iono in equivalenti . . . Pau- 63

Cai-itolo V.

i^^A*^/A oU«A//fÀi flei peti atomici: Gerhardt e Laurent^
O/j*/*J0^ofo, — ?»V/(ij7jone di Oerhardt — Idee di Laurent
^ yji'/i^tJì ^l O'Uu\y//JtT0 — Tabella dei pesi atomici —
ìmh'/m ^«i \'y^tuì - H'ihU'jfìa alluole dei pesi atomici dedotto
'iu'itj l* '/',{*: di Avo{?tìdro — Kccezioni apparenti alla legge
di Av/^'fjL'Jro — Coistituzione atomira dei corpi semplici —
Nuovi iA.^ì niomUA in armonia colla legge di Dulong e
l-'cUt — <j;tilori molftcolttri — Nuovi pesi atomici in armo-
uiu ^-^llu lef^ge d<^JJ'i«omornHmo » 75

Camtolo vi.

H tmoco $Utefna dei pe^i atomici rispetta e permette di
/tw(te/e in eeidensa le analogie che esistono tra i corpi.

— Kbso è in armonia colle analogie chimiche — Idee di
Dumas — Principio di classiflcazione di Mendelóeff— Nuovi
pesi atomici in armonia colle proprietà fisiche, — colle
proprietà chimiclie » 138

Cai'Itolo vii.

Volumi atomici e molecolari. — Lavori di E. Kopp — Vo-
lumi molecolari del sali » 172

INDICE DELLE MA TERIE vn

LIBRO SECONDO.
^XOMIIOIXA.

Capitolo Primo.
Definizione e sciluppo storico della nozione dell' atomici^. Pag. 180

Capitolo II.

L'affinità e l'atomicità, due distinte proprietà degli atomi.
— L'atomicità proprietà relativa degli atomi — Combina-
zioni molecolari » cor

Capitolo IIL

Costituzione dei corpi dedotta dalla teoria dell'atomicità. —
L'atomicità applicata alla interpretazione delle isomerie —
L'atomicità applicata alla interpretazione della dìssimc-
tria molecolare » 211

Capitolo IV.
Ipotesi sulla costituzione della materia. — Conclusione . » 281

Nota I. — Sull'acqua di cristallizzazione . . . » 313

» II. — Sulla costituzione dei sali doppt . . . . » 31 4
» III. — Sull'isomeria degli alcool amilici . ...» 315
» IV. — Modo di agire del calore sui gas . ...» 317

Tavola. — Le proprietà dei corpi semplici, funzioni periodiclie dei pesi
atomici.

RICIITER - DALTOy. ' 2^

Ciò risulta dalla tabella seguente di cui ci serviamo ond&
abbreviare i simboli in uso oggidi:

Pesi
Atomici^

L'acqua contiene . . l at. ii che pesa 1 e 1 at. che pesa 7 8

L'idrogeno solforato 1»H » lei»S » 13 14

L'ammoniaca i » Il » lel»Az » 5 6

Il gas oleofacente ..l»II » lei»C » 5 6

Il gas delle paludi. .2»H » 2el"»C » 5 7

L'ossido di carbonio l»C » 5ei»0 » 7 l^

L'acido carbonico ..l»G » 5e2»0 » li i9

11 protossido d'azoto 2»Az » 10el»O » 7 17

Il biossido di azoto .l»Az * 5el»0 » 7 12

L'acido nitroso .... .2 » Az » 10 e 3 » O » 21 3t

L'acido nitrico ....l»Az » 5e2»0 » li 19

Come si vede, i pesi atomici deirossìgeno, dello solfo^
dell'azoto, del carbonio, del fosforo, sono dedotti dalla com-
posizione dei loro composti idrogenati, nei quali si ammette^
resistenza di un atomo di idrogeno unito con un atomo di
un altro corpo, e quando esistono due combinazioni coU'i-
drogeno, come ò il caso del carbonio, è la meno idrogenata
che serve a fissare il peso atomico. Cosi il peso atomico-
del carbonio è la quantità di carbonio unita coir idrogena
nel gas oleofacente. Nel gas delle paludi, questa quantità
di carbonio si unisce con 2 di idrogeno.

Tali sono i principi che hanno guidato Dalton nello sta^
bilire i pesi atomici, come egli li concepiva circa il 1808^
e la notazione che ne deriva. Noi ne daremo una giusta
idea esprimendo la costituzione atomica dei corpi composti
summenzionati, col mezzo di formole analoghe a quelle ch&

30 INTRODUZIONE STORICA

adoperiamo oggidì. Queste formole sono indicate nello spec-
chio seguente:

NOTAZIONE DI DALTON.
(1S08).

Pesi atomici r«^«,«i-.

(molecolari). Formole.

8 d'acqua sono rappresentate da HO

i 1 di idrogeno solforato IIS

6 di ammoniaca HAz

6 di gas oleofacente HC

7 di gas delle paludi II»G

12 di ossido di carbonio CO

19 di acido carbonico COf

17 di protossido di azoto Az?Q

12 di biossido di azoto AzO

31 di acido nitroso Az«0»

19 di acido nitrico, ecc AzO«

32 GA Y'L USSAC, A VOGADRO, AMPÈRE, ECC.

I volumi dei gas che si combinano sono tra loro in rap-
porti semplicissimi, ed il volume della combinazione for-
matasi, si trova parimenti in un rapporto semplice colla
somma dei volumi dei gas componenti.

Quesito enunciato abbraccia un grande numero di fatti che
non patiscono alcuna eccezione ed il cui insieme costituisce
una grande legge della natura : la legge di Gay-Liissae, Gon-
Tenientemente interpretata, essa divenne uno dei fondamenti
della chimica. Ecco dapprima i fatti, più tardi ne svilup-
peremo Tinterpretazione.

2 voi. d'idrogeuo si unise. con 2 voi. d'ossigeno per f«»nuare 2 voi. di vapore «rqneo [1]».

d'azoto » 1

d'ussigeno j

» 2

di protossi *od'<«zuto»

d'azoto si unisce con 2

d'ussigeno i

> 2

di triiissidt» d'aziiio.

d'azoto a 1

d'ossigeno i

> 2

di perossido d'azoto.

di cloro > ì

d'idrogeno a

di gas cloridrico.

di cloro si uniscono con 1

d'ossigeno i

ani indo ipoclorosa.

d'azoto si unisce con 3

d'idrogeno i

di gas ammoniaco.

d'ossido di carbonio 2

di cloro

» 2

di gas fosgeno.

d'etilene si uniscono con 2

di cloro ]

» 2

di vapore di cloruro-
di etilene.

Come si vede, esistono delle relazioni semplicissime, non»
solo tra i volumi dei gas che entrano in combinazione, ma
tra questi volumi e quello che occupa il gas od il vapore-
dei corpo composto. E conviene notare fin d'ora, che i vo-
lumi dei gas componenti, qualunque sieno i loro mutui rap-
porti, vi sia o no condensazione, si riducono sempre a 2 vo-
lumi dopo la combinazione. Riteniamo questo fatto, e ripi-
gliamo la nostra esposizione storica.

[1] La composizione volumetrica dell' acqua è stala riconosciuta-
ne! 1805 da Gay-Lussac ed Humboldt. Questa osservazione fu il punto»
di partenza delle scoperte di Gay-Lussac.

LEGGE DEI VOLUMI 33

Gay-Lussac recava alle idee di Dalton un soccorso ina-
spettato. Le relazioni fisse che si constatano tra i^ pesi de-
gli elementi che entrano in combinazione, le relazioni sem-
plici che esistono tra i pesi degli stessi elementi nelle com-
binazioni multiple di questi elementi, si riscontrano ancora
qualora si considerano i volumi secondo i quali i gas si com-
binano. Ravvicinando questi due ordini di fatti, e prose-
guendo rmterpretazione càie Dalton diede ai primi, non si
poteva a meno di conchiudere che i relativi pesi dei vo-
lumi gasosi che si combinano, rappresentano precisamente
i pesi relativi degli atomi, in altri termini, che esiste una
relazione semplice tra i pesi specifici dei gas semplici ed i
loro pesi atomici. Gay-Lussac aveva sc(*>rto questa semplice
relazione; Berzelius l'ha precisata alcuni anni dopo. Dal-
ton rha ripudiata, sconoscendo e rifiutando la solida bas3
che il nostro illustre chimico portava alle sue idee.

Difatti, la relazione che esiste tra le densità dei gas ed i
pesi atomici, non é coai, semplice come potremmo essere
tentati di crederla a tutta prima e come per lungo tempo
si credette.

Havvi in quella una difficoltà che tosto si renderà mani-
festa e che venne risolta recentissimamente. Bisognarono
perciò sessantanni di tentativi e di lavori. E tuttavia il
concetto teorico che abbraccia i due ordini di fenomeni in
discorso e che stabilisce un nesso tra le proporzioni chi-
miche, definite e multiple, e la leg'^e che regge la combi-
nazione dei volumi gazosi, questo concetto venne esfiltn-
mente formolato nel 1813 dal fisico italiano AmeJeo Avo-
gadro.

Basandosi sulle scoperte di Gay-Lussac, Avogadro fu
condotto ad ammettere che esiste un rapporto semplice tra
La teoria atomica. 3

96 cj&r^cssLsc ATTQGjLimo^ jmsFÉXB, uor^

Wfmt^ ÌD BDBBBflPO «filale sm cKw^è fscsiosL dbe 1 <ca3ìMn^

Idae aifeSi&Q^jK a -pieBe «dr^J ésjoo slaHìano AaraDO espi?tsjh^
nel iMt da AADpère. il qi^ile stabòli una dÀsSàniàooe tr^
p4UÌMicit33e e mokneoSe. La 3:ip«r1k)e33a, e^ dice» é < on ìaisàeiix*
dH un umsàero óeVtrm\n»^o «da iiK«3eoo8e, aTentà una dispotsÀ-
zxMae deieimiiiaUL, oDnipi>eiKlenli tra esse uno spazio in-
eoiDparabaJnìaDfe più grande del ToJome delle molecoHe, >
Ed agg^junge: < Nel caso in coi i corpi passano allo slaU>
di gas, le loro particelle sono soltanto separate ed allonta-
nate le une dalle altre, dalla forza espansiva del cak>ràc>(\
a distanze a^ai più grandi di quelle, dove le forze di affi*
nità o di coesione hanno un'azione apprezzabile^ di ma-
inerà che queste distanze non dipendono che dalla tenipe*
nfura che sopporta il gas, e che a temperature e pressioni
^gnalì^ le particelle di tutti i gas, tanto semplici che com-
posti, sono collocate alla stessa distanza le une dalle altre.
Il numero delle particelle, in questa ipotesi, è proporzionale
al Toluroe dei gas £1]. » Questo passo è rimarchevole, e
noi abbiami/ voluto citarlo testualmente. Ma ecco una na-
turale conseguenza della proposizione enunciata da Am-
père : le distanze tra le particelle gasose essendo le mede-
sime e non dipendendo che dalla temperalura e dalla pres-
sione, é chiaro che le stesse variazioni di temperatura e dì
pressione devono far subire ai gas gli stessi cambiamenti
di volume.

[i] Lettera di Ampère al conte Berthollet, sulla determinazione dello-
proporzioni nelle quali i corpi si combinano dietro il numero e la dì-
sposizione rispettive delle molecole di cui sono composte le loro par-
ticene integranU. {Annales de Chimie, T. XC, p. 13).

3S GA Y'LUSSAC/A VOGADRO, BERZELìUS, ECC.

< situati in modo da lasciare da uno stesso lato tutte le-
« molecole che si trovano fuori di ciascun piano. Suppo-
ne nendo che nessuna molecola sia racchiusa nello spazio-

< compreso tra questi piani, questo spazio sarà un poliedro,
« cui>ciascuna molecola occuperà una sommità, ecc. »

Se le particelle deirossigeno, dell'azoto e delF idrogeno-
sono composte di 4 molecole, si deve conchiudere, secondo-
Ampère, che quelle del gas nitroso sono composte di 4 mo-
lecole, cioè 2 di ossigeno e 2 di azoto, e quelle del gas os-
sido di azoto, di 6 molecole cioè 4 di azoto e 2 di ossigeno.

Cosi, quando i gas si combinano tra loro, le molecole
sparse nell'unità di volume di ciascun gas componente e^
che formano la sua particella, non sono sempre contenute
integralmente nell'unità di volume del gas composto. Que-
ste molecole possono aggrupparsi o separarsi per formare-
le particelle dei gas composti. Traduciamo questo concetto-
d'Ampère nel linguaggio delle formolo, limitandoci agli
esempi summenzionati:

L'unità di volume di gas contiene:

Ossigeno b* Acqua H* 0*

Idrogeno H* Protossido di azoto Az* 0»

Azoto . Az* Biossido di azoto Az« Qa

Ammoniaca H« Az»

Chi non vede l'analogia di questo concetto con quello che^
é generalmente adottato oggigiorno, e che è espresso dalle^
formole seguenti:

2 volumi di gas contengono:

Ossigeno 0« Acqua H»

Idrogeno H« Protossido di azoto Az» O

Azoto Az« Biossido di azoto Az O

Ammoniaca Az H»

LEGGE D SI VOLUMI 4i

Quello di un volume elementare d'idrogeno sarà = C, 218.

Quello di un volume elementare di azoto = 88, G.

Quello di un volume elementare di cloro — 221,4 [1].

Questi pesi esprimono le quantità dei corpi che entrano
in combinazione. In un gran numero di casi, la loro deter-
minazione incontra delle difficoltà e non può farsi che in-
•direttamente. Infatti, a quell'epoca Bsrzelius non conosceva
cbe dtie gas semplici di cui potesse prendere la densità ;
<5Ìoè, l'ossigeno e l'idrogeno. Egli considerava allora l'azoto
come un corpo composto di nitrogeno e di ossigeno, e non
•si era ancora convertito all'opinione di Davy risguardante
la natura semplice del cloro.

Non è dunque che in un piccolissimo numero di casi che
l'esperienza poteva dare direttamente i pesi dei « volumi
elementari > e per stabilire il peso dei corpi semplici non
gasosì, si doveva ricorrere ad ipotesi sulla composizione in
volume degli elementi non gasosi. Prendiamo degli esempi.
Qual'è il peso di un « volume elementare » di carbonio ? Si
«a che l'acido carbonico contiene il suo proprio volume di
ossigeno. Ma due volumi di gas carbonico che contengono
due volumi di ossigeno, contengono essi un volume di va-
pore di carbonio, o due volumi di vapore di carbonio? Nel
primo caso, i 3 volumi, 2 di ossigeno e 1 di vapore di car-
2)onio, sono ridotti a due per effetto della combinazione, ma-

[1] Si potrà giudicare del grado di esattezza di questi numeri rife-
rendoli a 6, 218 d'idrogeno preso per unità. Essi presentano tra loro i
rapporti seguenti:

Kumeri esatti

16
14

35,5

Idrogeno

Ossigeno

16,03

Azoto

11,45

Cloro

36,11

LEGGE DEI VOLUMI il

Berzelius riconobbe ciò nel ÌMH, Noi suo sn^prio sulla
teoria delle proporzioni chimiche, egli ha sensibilmenle
modificate le veduto che nwva esposte nd l^<i:). Uldea di-
rettiva non ò più di stabilire il sisleuìa dei pesi atomici
sulla teoria del volumi. Pur tenendo calcolo d(*llo indica-
zioni che fornisco questa teoria, egli ti^nta di conciliarla
con ciò ch*egli chiama la < teorìa corpnscolare » elio sca-
turisce dalle proporzioni cliimiche. I corpuscoli inilivisibili,
od ultime particelle dei corpi, sono designati sotto il nome
di atomi: ò il termine più comodo, perchò il più usato. Si
potrebbero chiamare col nome di particelle, di molecole,
di equivalenti chimici, perchè tutti questi termini sembrano
a -Berzelius dei sinonimi. I pesi relativi di questi atomi rap-
presentano le proporzioni chimiche. Queste proporzioni fìsse
che furono riconosciute per i pesi, si ritrovano, nelle com-
binazioni gasose, pei volumi. La teoria dei volumi e la teo-
ria atomica o corpuscolare conducono dunque agli slessi
risultati, perciò che riguarda i rapporti ponderali degli ele-
menti nelle combinazioni: ciò che si chiama atomi nelfuna
ò espresso nelFaltra colla parola volume. Sembra quindi
permesso di assimilare queste due nozioni, anzi ò necessa-
rio il farlo pei gas semplici. Volumi eguali di qucst' ultimi
contengono lo stesso numero di atomi, nelle stesse condi-
zioni di temperatura e di pressione. Berzelius fa notare che
questa legge non si applica ai gas composti. Perchò av-
viene, egli dice, che un volume di un gas composto con-
tenga un numero di atomi minoro che uno stesso volume
di un gas semplice. Cosi 1 volume di vapore acqueo con-
tiene due volte meno di atomi (atomi composti, molecole)-
di un volume d*idrogeno.

Tale era l'espressione che Berzelius dava circa il 1818 al-

LEGGE DEI VOLUMI ATr

scoperte del nostro, si atteneva strettamente ai fatti stabi-
liti e limitavasL alla considerazione dei « numeri propor-
zionali. > Dopo i felici, ma ignorati tentativi, di Avogadro
e di Ampère, dopo V inutile sforzo di Berzelius, il concetto
di Dalton sarebbe stato condannato alla sterilità ed alFo-
blio, se alla stessa epoca di cui è parola, nuove scoperte e
nuove idee non ne avessero richiamata T attenzione. Vo-
gliamo dire dell'ipotesi di Prout, della scoperta della leggo
dei calori specifici e deirisomorfìsmo.

CAPITOLO III.

IPOTESI DI PROUT — LEGGE DEI CALORI SPECIFICI

ISOMORFISMO.

DULONG E PETIT — MITSCHERLICH.

jordiamo dapprima Tipotesi di Prout, che se dal nostro
3 di vista offre minore importanza, è però anteriore
importanti scoperte testé menzionate,
monimo autore di una memoria che apparve nel 1815 [1],
relazioni tra le densità dei corpi allo stato gasoso ed
•A degli atomi, cercò di provare che le densità delFos-
10, dell'azoto, del cloro, sono dei multipli, per numeri
ri, di quella delFidrogeno, e che i pesi atomici di un
) numero di elementi sono similmente dei multipli, per
eri intieri, di quello dell'idrogeno. Tra questi elementi
'avano alcuni metalli il cui paso atomico era stato de-

AnnaU of Philosophy. Voi. VII, p. ili.

«I

NOTAZIONE IN EQUIVALENTI

La costituzione atomica dei gas e dei vapori' semplici non
è quindi la stessa, come Berzelìus aveva per lungo tempo
-creduto. Se si paragonano i gas o i vapori semplici, perciò
che riguarda il numero di atomi ch'essi contengono, col
vapore di mercurio che ne contiene meno, si dirà che que-
st'ultimo contenendo sotto un dato volume, un atomo, Ti-
drogeno, Tossigfno, Tazolo, il cloro, il bromo, l'iodio, ne
contengono 2, il fosforo e l'arsenico ne contengono 4, lo
solfo, a 500^ ne contiene 6. Per determinare questi rapporti
tra gli atomi sparsi in voltimi eguali di gas o vapori, basta
dividere la densità di rpiesii gas e vapori pel peso atomica
corrispondente. In questo modo si ottengono i seguenti ri-
sultati:

Densità

riferite

air

idrogeno.

Pesi
atomici.

Quozienti

delle

densità

pei

pesi

atomici.

Numero di atomi
nell'unità

volume.

Numero di atomi

in 2 volumi.

^fe^cu^ìo . . .

101

203

0,5

Idrogpno . . .

Ossìgeno . . ,

Azoto . . .

Cloro . . .

35,5

Bromo . . .

Iodio

127

Fosforo. . .

62,8

M,4

Arsenico . .

l&O

Solfo a 500' .

Sì potrebbero quindi distinguere dei gas monoatomici,
diatomici, tetratomici, esatomici. Gmelin ha già introdotto
nella scienza una simile distinzione, divenuta oggidì assai
importante. Egli ci dà, alla pagina 54 del primo volume
della 4* edizione del suo trattato, una tabella analoga alla
precedente, con alcune varianti dovute alla differenza dei

71 NO TA ZI ONE IN EQ UI VALENTI

conspguenze, o rinconveniente, ancora più nocivo, di sna*
tiiraro le reazioni, riportandole a proporzioni stretta menta
equivalenti. Svilupperemo questo punto nel capìtolo se-
guente.

La precedente discussione mostra bastantemente che Ic^
basi del sistema degli equivalenti chimici e della notazione
che ne deriva, tali come Dalton, Wollaston , Davy , Gay-
Lussac, Gmelin li avevano poste, sono troppo rìstr^^tte per
sostenere Tediflzio ampliato della chimica. Il nostro attuale
sistema di pesi atomici e la nostra notazione riposano so-
pra più estese fondamenta. Per solidamente stabilirle, oc-
corsero sforzi multipli che furono sostenuti con perseve-*
ranza pel lasso di trentanni.

CAPITOLO V.

SISTEMA ATTUALE DEI PESI ATOMICI.

OBRHARDT B LAURENT. » CANNIZZARO.

La notazione in equivalenti, che era quella dei chimici
inglesi e di Gay-Lussac, che Gmehn aveva adottata noi
1843, alla quale Liebig fece adesione verso il 1840, ha con*
qnistato all'epoca di cui parliamo, il consenso quasi una-
nime dei chimici ; si era colpiti dalle eccezioni che presentava
la legge dei volumi, tale com'era allora interpretata, dalla
inutile Qomplicazione che il concetto degli atomi doppi di
Borzelius aveva introdotta in un gran numero di formole^
e contentavansi delle espressioni più semplici che la no^
zione degli equivalenti permetteva di dare alle combinazioni
ed alle reazioni chimiche. La legge dei volumi era intiera-
inente sacrificata. Gli equivalenti dell* idrogeno, dell* azoto,,
del cloro, ecc., corrispondevano a due volumi, mentre quello
delfoss'gono non ne formava che uno. Le formole dell'acqua^
HO» dell* idrogeno solforato, HS, del protossido di azotò^

«8- TABELLA DEI PESI A TOMJCI

Simboli.

Pesi

•

Cobalto ••

Didimio

Erbio

Ferro **

Fé

Fluoro

Fosforo

Gallio

Glucinio

Indio

Iodio

Iridio •♦

Ittrio

Lantanio

LiUo •

Magnesio ••

Manganese '*

Mercurio "

Molibdeno •'

Nickel •*

Niobio

Oro ••

Osmio *•

Ossigeno

Palladio **

Platino ••

Piombo **

Potassio *

Rame *•

Rodio *•

Rubidio *

Rutenio

Selenio

Silicio •

Sodio •

:soifo

Stagno •*

StronUo ••

Tallio

Tantalio

Tellurio

Titanio "*

Torio

Tungsteno

Uranio

Vanadio

Zinco ••

Zirconio

atomia.

58,6 •

147 (?)

170,6

65,9

19,1

69,^9

9,25

113,4

127

I9è,7

89,6

7,022

51,8

200

95,8

58,6

193,2

198,6

15, 96 (16)

103,2

196,7

206,4

39, 137

63,3

101,2

85,2

103,5

23,013

31, 08 (32)

117,8

87,2

203,6

182

128

233,9

181

120

51,2

61,9

90.

92 DEDOTTO DALLA LEGGE DI A VOGADRO

Le prove in questo caso abbondano per modo che torna

impossibile citare tutti gli esempi, e dobbiamo limitarci ad
TÌndicare le categorie di combinazioni che obbediscono alla
'legge di cui si tratta.

I/acqua ed i suoi analoghi, l'idrog. solfor., ecc. H»0 = 2 voi.

•I/acIdo cloridrico e suoi analoghi HCl = 2 »

fL*ammoniaca e suoi analoglii minerali orga-
nici; le ammoniache sostituite;! radicali or- H»Az = 2 »
gano-metallici del tipo RX' ..-•....

C1«0 = 2 »►

CIO« = 2 »►

Az«0 = 2 »

AzO = 2 »

•Cli ossidi ed anidridi del cloro, dell'azoto, dello ì AzO» = a »►

solfo e del carbonio ) S0« = 2 »

SO» = 2 »

CO = 2 »

C0« = 2 »

COS = 2 »

CH* = 2 »

C2H* = 2 »

C2H« = 2 >

C*H* = 2 »

'Tutti i carburi d'idrogeno ' ( C«H« = 2 »

C*oH8 = 2 »

C«OH«« == 2 »

CUH*o = 2 »

BoCl3 = 2 »

SiCI* = 2 »

PhCl» = 2 »

PhCI5 = 2 »

Asci» = 2 »

SbCl» = 2 »

li cloruri, bromuri ioduri dei metalloidi e dei 'j PhOGl' = 2 »

metalli \ CCl* = 2 »

C0C1« = 2 »

ngCl« = 2 »

SiCl* =2 »

SnCl* = 2 »

A1»C1« = 2 »

Fesci« = 2 voi., ecc.

{|1 solfuro mercurico HgS = 2 »

Gli alcool, glicoli, fenoli C«H«0 = 2 »

coro anidridi, come: j r^*«!^^ ^» ««^^^ • • • (Ct"')«0= 2 •

^^Jv^, ttuiuiiui, L,ume. j j^^ggj^j^ ^ elilCUO . . C«H*0 = 2 »

SISTEMA A TTUALE DEI PESI A TOMICI 97

e 6 di cloro, e che la sua composizione è rappresentata"
dàlia formola Fé» Gl«.

Questi esempi mettono in chiaro il partito che si può ri*
cavare dalla legge di Avogadro ed Ampère per la deter-
minazione dei pesi molecolari e per la fissazione dei pesi*
atomici.

Si vede altresì quale soccorso apporta ai chimici la legge
di Dulong e Petit, quando si tratta di scegliere tra parec-
chie formolo molecolari, per una data combinazione, e con-
seguentemente,' tra parecchi pesi atomici, per' uno stesso
elemento.

Le precedenti considerazioni si applicano ad un numero
grandissimo di casi. Se ne troverà la prova consultando la
tabella seguente [1], che mostra il partito che si può rica-
vare dalla legge dei volumi, prima per la determinazione
dei pesi molecolari e sussidiariamente per quella dei pesi
atomici. Le densità sperimentali consegnate nella terza co-
lonna sono riferite a quella dell'aria presa per unità. Per
rapportarle alla densità dell* idrogeno, basta moltiplicarlo
pel coefficiente 14,44, che esprime il rapporto della den-
sità dell'aria a quella delf idrogeno. I numeri che figurano
nella quarta colonna esprimono le doppie densità per rap-
porto air idrogeno, conseguentemente il peso di 2 volumi,
se 1 esprime il peso di 1 volume di idrogeno. Si otten-
nero moltiplicando la densità per 28,88. Essi si confon-
dono coi pesi molecolari indicati nella quinta colonna^ La
sesta, finalmente [2], indica la composizione molecolare:

[Il Venne estralta da una tabella più completa che io diedi nella
mie LeQons de philosophie chinuque. Paris, Hachette, 1861
L2J L' ho aggiunta sull'esempio di Lotario Meyer.

La teoria atomica, 7

SMSTCaU ATTUALE DEI f>07 A TOMCI

CAPO IV.

ECCEZIONI APPARENTI ALLA LEGGE DI AVOGADRO

ED AMPÈRE.

Il metOilo summenzionato, per. le determinazioni dei pesi
Hiolecolari, si fonda sul principio che le molecole occupano
■due volumi allo stato di gas o di vapore, se un atomo di
idrogeno occupa 1 volume. Ora, le densità di un certo nu-
mero di vapori sono in disaccordo con questa proposizione.
-Cosi, giudicandone dalle loro densità di vapore ad una
temperatura sufficientemente elevata, le molecole dei se-
guenti composti occuperebbero 4 volumi di vaporo invece
di 2: cloridrato d'ammoniaca e composti analoghi, iodidrato
di idrogeno fosforato, acido solforico, percloruro di fosforo,
tricloruro d'iodio, calomelano, cloridrato e bromidrato d'a-
mileno, idrato di cloralio, ecc. Ma torna conveniente Tesa-
minare, e Kopp, Kekulé e Gannizzaro, hanno, da lungo
tempo, richiamata Tattenzione sopra questo punto, se i va-
pori dei composti in questione, non si decompongono alle
temperature a cui si portano per prendere la loro densità.
Se cosi fosse, è evidente che le densità determinate per
xiueste temperature non si rapporterebbero agli stessi com-
posti, ma al miscuglio dei prodotti della loro decomposi-
ìziohe.

ECCEZIONI APPARENTI A ILA LEGGE DI A VOGADRO 105

<5h'esso contiene del bromo. Analoga osservazione era stata
fatta dallo stesso autore sul vapore dissociato del percloi-
ruro, il quale presenta il colore del cloro. Nello stesso or-
dine di idee, si potrebbe determinare le zone di assorbì-
mento del vapore di percloruro di fosforo, che devono es-
«ere quelle del cloro.

4.® Un argomento d'altro ordine, ma sempre d'ordine
•fisico, prova la dissociazione del cloridrato di ammoniaca:
Marignac la rese evidente mostrando che la quantità di
calore che è necessario fornire al sale ammoniaco onde
ridurlo in vapore, è affatto sproporzionata colie medie dei
-calori di volatilizzazione e sensibilmente eguale a quella
<5he i suoi elementi, acido cloridrico ed ammoniaca, svilup-
pano combinandosi.

5.® Il solfidrato d'ammònio, AzH^HS, non esiste del pari
allo stato di vapore indecomposlo. Questo vapore è in
.realtà un miscuglio, a volumi eguali, di idrogeno solforato
^ di ammoniaca, e risulta dalle esperienze di Horstmann [1]
<5onfermate recentemente da Salet, che non si osserva nes*-
suna contrazione quando si mesce dell'ammoniaca coll'i-
-drogeno solforato, in qualsiasi proporzioni ed a tempera-
ture varianti da 60** a 86®. L'affermazione di E. Sainte-Claire
Deville e Troost, che 2 volumi di ammoniaca e 1 voi. didro-
-geno solforato si condensano in 2 voi. noji è quindi fondata.
Il corpo generalmente designato sotto il nome di carbo-
nato d'ammoniaca anidro, contiene gli elementi di G0«-(-
2AzH3. Si è del carbamato d'ammonio CO(/q ^^ jj^ A. Nau-
•mann [2] ha provalo che il suo vapore forma 6 volumi,

[1] A. Horstmann. Annalen der Chemie und Pharmacie. T. Supple-
mentband VI, p. 74.
t8J A. Naumann. Annalen der Chemie und Pharmacie. T. 160, p. 2.

'iOS SISTEMA A TTUA LE DEI PESI A TOMICI

•tjontenuto in quest'atmosfera vi si trova ad una tensione
notevolmente superiore alla tensione di dissociazione del

•«ale idrato, alla temperatura alla quale si opera.

Queste esperienze non lasciano alcun dubbio sullo stato

'del vapore acqueo nel vapore di cloralio idrato; esso visi

'trova allo stato di semplice mescolanza col vapore di clo-
ralio anidro. E difatti, se si considera razione decompo-

-ncntc che il calore esercita sul maggior numero dei com-
porti chimici, non dobbiamo maravigliarci che, per le com-

liinazioni di cui si tratta, il punto di decomposizione si trovi
«1 dirotto del punto di ebollizione, e che quest'ultimo cada

frA limiti di temperatura più o meno estesi, dove la com-

'liinozlono hì dissocia. Il gas cloridrico ha certamente una
^ondo nfllnitù per l'ammoniaca alla temperatura ordina-
rlo, ma che cosa diventa questa affinità a 350*^? Nulla o
doholìrsimn, avendo Marìgnac dimostrato che la combina-

y^ìom fra questi duo corpi non può effettuarsi a questa tem^
(H>roturn. l'or ciò che riguarda l'anilina e l'acido cloridrica

•iìlifi »l combinano all'ordinaria temperatura con vivo svi-
luppo di calore, si dimostrò che a 230** lo sviluppo di calore
<'< nullo, quando si mettono a contatto, a questa tempera-

"tum, dtìiranlllna e del gas cloridrico.

Dalla ppocodonto discussione risulta che le densità che

•corrispondono a 4 volumi di vapore, si riferiscono a me-
Bcolanzo e non a combinazioni intatte, e che le eccezioni
alla proposizione generale che le molecole dei corpi com-
posti corrispondono ad una condensazione dei loro ele^
menti In 2 volumi di vaporo, sono più apparenti che reali.

CAPITOLO V.

COSTITUZIONE ATOMICA DEI CORPI SEMPLICI
ALLO STATO DI GAS O DI VAPORE.

La legge di Avogadro ed Ampère si applica non solo
alle molecole dei corpi composti, essa governa allrcsi i gas
ed i vapori dei corpi semplici. Oggigiorno si ammette che-
quest'ullimi sono formati di molecole più o meno complesse,
e che, allo slato gasoso, queste molecole, sparse in nu-
mero eguale in volumi eguali, sono collocale a distanze-
immense, per rapporto alle loro dimensioni, ma sensibil-
mente eguali, pei diversi gas o vapori. Per modo che il ca-
lore, agendo sopra questi gas o sopra questi vapori, fa loro-
provare, quasi gli stessi cambiamenti di volume per le^
stesse variazioni di temperatura e di pressione. Non è qui
il luogo di indicare come questa idea si è introdotta nella
scienza. Presenteremo più oltre la storia. Basterà rammen-
tare che Avogadro ed Ampère avevano compreso nei loro
concelti, tulli i gas o vapori semplici o composti; e se, con-
formemente alla proposizione sopra enunciata e che sca-
turisce da questi concetti, noi ammettiamo che la molecola
dei corpi composti occupa due volumi, occupando un atoma
d'idrogeno 1 volume, noi dobbiamo ammettere altresì che
le molecole dei corpi semplici occupano 2 volumi. Cosi,.

ut SISTEMA A TTUALE DEI PESI A TOMICI

di mercurio clie occupa 2 volumi non è formata che di un
solo atomo di mercurio. Il vapore di mercurio è monoato-^
mico. La molecola di mercurio si confonde col suo atomo,
e questa conseguenza della legge di Avogadro ed Ampère,
che è fin qui rimasta allo stato dì previsione teorica, venne^
recentemente confermata dalle ricerche di Kundt" e War-
burg, delle quali passiamo ad indicare brevemente il prin-
cipio ed i risultati.

È noto che il calore specifico dei gas è più forte quando-
essi si riscaldano dilatandosi liberamente, sotto pressione
costante, che quando essi si scaldano sotto volume costante,
e con aumento di pressione. Infatti, lo si comprende, nel
primo caso è d'uopo fornire al gas non solo il calore ne-
cessario per innalzare la sua temperatura, cioè per accre-
scere la media dello forze vive delle sue molecole, ma al-
tresì quella che è assorbita onde produrre un certo lavora
esterno, lavoro che corrisponderebbe allo spostamento d'una
parete mobile, se il volume gasoso fosse in tal modo lìmi-
tato. Questo lavoro meccanico non si produce quando si
impedisce la dilatazione: perciò il gas assorbe meno calore
per scaldarsi. La teoria meccanica del calore è pervenuta
a determinare, col calcolo, il rapporto che deve esistere tra
la capacità dei gas sotto pressione costante e la capacità
sotto volume costante. Secondo Glausius, questo rapporto
teorico ó di 1,C7. Ora, si ò trovato che pei gas semplici,
come ridrogono, l'ossìgeno, l'azoto, ecc., questo rapporto ò
minore di quello indicato dalla teoria (1,4 circo). Ciò signi-
fica che per questi gas, che sono diatomici, una certa quan-
tità di ciloro è assorbita, quando essi si riscaldano sotto
volume costante, non per produrre un lavoro esterno, non
dilatandosi il gas, ma per produrre un certo lavoro nell'in-
terno della molecola che è formata di due atomi.

COSTITUZIONE A TOMICA DEI CORPI SEMPLICI 113

■

. . . ■ ■ ■ ■

Ora, Kundt e Warburg [1] hanno dimostralo che questo
lavoro interno non si produce pel vapore di mercurio, e che
il rapporto dei calori specifici del vapore di mercurio sotto
pressione costante e sotto volume costante è esattamente
quello che la teoria indica. E perchè il lavoro interno è in
questo caso soppresso? Per la ragione che ogni molecola
non ò formata che di un solo atomo.

Se si istituissero simili esperienze sui vapori dello solfo
del fosforo, deirarsenico, il risultato, senza dubbio, sarebbe
diverso affatto. In questo caso il lavoro interno dev'essere
considerevole, ed il rapporto tra i calori specìfici sotto
pressione costante e sotto volume costante, dovrebbe es-
sere ancora più debole che per i gas diatomici.

La distinzione che conviene stabilire tra la costituziono^
molecolare dei diversi corpi semplici allo stato gasoso, ap-
pare ore in tutta la sua nettezza, e si comprende il signi-
ficato ed il valore dei risultati che sono consegnati nella
tabella a pag. 66.

[1] Kundt e Warburg hanno dedotto il rapporto dei due calori spe-
cifici dalla velocità di propagazione del suono nel vapore di mercurio,
velocità che si può calcolare dietro la lunghezza d'onda d'un suono.
Determinando la lunghezza d'onda di un solo e medesimo suono nel-
l'aria e nel vapore di mercurio, essi trovarono che il rapporto dei due
calori specifici del vapore di mercurio è - =1,67. {Berichte der Deut"
schen Chem. Gesellsch. su Berlin, 1875. T. Vili, p. 945. Pogg. Ann,
T. CLVII, p. 353).

La teoria atomica. 8

114 SISTEMA ATTUALE DEI PESI ATOMICI

VI.

IL NUOVO SISTEMA DI PESI ATOMICI
E IN ARMONIA COLLA LEOGE DI DULONO E PETIT.

La legge di Dulong e Petit non soifre più una sola ecce-
zione. Ce ne convinceremo osservando la tabella seguente.
La seconda colonna di questa tabella indica i calori speci-
fici dei corpi sempliei solidi nominati nella prima. La terza
colonna indica i pesi atomici, la quarta i prodotti dei pesi
atomici pei calori specifici, prodotti che si possono chia-
mare calori atomici, perchè rappresentano le quantità di
calore che gli atomi assorbono per scaldarsi di un grado.
Si vede che questi calori sono sensibilmente costanti; e
questa è la grande legge fìsica scoperta da Dulong e Petit.

Nomi dei corpi semplici. spe*cSid.

Alluminio 0,2143

Antimonio 0,0523

Argento 0,0570

Arsenico (cristallizzato) . . . 0,0830

Bismuto 0,0305

Boro cristallizzato {«^:; ; «;f«)

Bromo soUdo 0,0343

Cadmio . 0,0567

Carbonio j diamante a + 985o o,i59

( grafite a + 978^ 0,457

Cobalto 0,1067

Ferro 0,1138

Fosforo ordinario a + 19^ . . 0,189

Indio 0,0570

Iodio 0,0541

Iridio 0,0326

Litio 0,9408

Magnesio 0,2499

Manganese 0,1217

Pesi
ornici.

27,5

Prodotti dei cAlori

specifici

pei pesi atomici.

5,5

122

6,4

108

6,1

210

11
11

6,2
6,5

[4,01
5,5

6,7

112
12

6,3
5,5

58,6

5,5
6,3

55,9
31

6,4
5,9

113,4

126,85

6,5
6,8

196^

7
24

6,4
6,6
5,9

6,7

COSTITUZIONE ATOMICA DEI CORPI SEMPLICI

115

r<,ìr^i p*.: Prodotti dei calori

Nomi dd corpi «mpUd. J^^ J^ specifici . .

'^ pei pesi atomia.

Mercurio (solido) a — 50<» . . 0,0319 200 6,4

Molibdeno 0,0722 06 6,9

Nickel 0,107 58,6 9,3

Oro 0,0324 196,2 6,4

Osmio 0,0311 198,6 6,2

Palladio 0,0591 106,2 6,3 '

Platino 0,0324 196,7 6,4

Piombo 0,0314 206,4 6,5

Potassio . 0,1655 39,137 6,5

ìRame . 0,0952 63,3 6,1

ìRodio 0,0580 101,1 6,*

IRutenio 0,0811 103,5 6,3

Selenio 0,0762 79 5,9

Silicio a + 2320 0,202 28 5,7

Sodio 0,2934 23,613 6,7

•Solfo 0,1776 32,075 5,8

.'Stagno 0,0548 118 6,5

Tallio 0,0336 203,6 6,8

Tellurio 0,0474 128 6,1

"Tungsteno 0,0334 184 6,1

Zinco 0,0955 61,9 6,2

La media dei calori atomici dei corpi semplici solidi é 6,4,
e si vede che i limiti estremi tra i quali variano questi
calori atomici, sono compresi fra i numeri 5,5 e 6,9. I
corpi semplici i cui calori atomici sono un po' troppo de-
boli, sono alcuni metalloidi a pesi atomici deboli come il
boro, il carbonio, il silicio, il fosforo, Farsenico, lo solfo, il
selenio, ai quali bisogna aggiungere Talluminio. Quelli il
cui calore atomico oltrepassa la media, sono alcuni me-
talli, tra i quali citeremo il litio, il sodio, il potassio, il tal^
Ho, il calcio, il manganese, il molibdeno, ecc., ai quali bi-
sogna aggiungere il bromo e Tiodio. Ma non è un fatto de-
gno di considerazione che, mentre i pesi atomici variano
nella proporzione di 1 a 30 ed i calori specifici nella pro-
porzione di 1 a 7, i prodotti di queste due quantità, cioè i
<^alori atomici, non variano che nel rapporto di 1 a 1, Zi

CALORI MOLECOLARI 123^.

principalmente pei cloruri, bromuri, ioduri ed anche pei clo-
niri doppi complessi, contenenti fino a sette od anche nove
atomi elementari [1], come ZnK«Cl^ e Pt K« CI«. In alcuni
casi,* essa può servire d'indiretta verificazione pei pesi ato-
mici. Cosi Regnault fece osservare da molto tempo che i
cloruri di stagno, di titanio, di silicio, posseggono insensi-
bilmente lo stesso calore molecolare, a condizione che si
rappresentino con formolo simiglianti, RGl^ nelle quali
n = 5.

Infatti si ha:

Calori Pesi Prodotti,

specifici, molecolari. (Calori molecolari).

Cloruro di stagno . . 0,1413 £60 Sd,7

» di titanio. . 0,1813 190 31,8

» di silicio . . 0,1907 170 32,4

Si vede che i prodotti (C M) sono sensìbilmente eguali,
il che costituisce un argomento in favore del peso moleco-
lare 170 del cloruro di silicio. Si GÌ*, e conseguentemente
del peso atomico .28 pel silicio.

In generale, la legge di E. Kopp e di Woestyn, testé ap-
plicata, fornisce il mezzo di dedurre, in una moltitudine di
casi, il calore atomico dei corpi semplici, dal calore mole-
colare delle loro combinazioni. Ecco alcuni esempi. Secondo
Regnault, i calori specifici del cloruro, bromuro ed ioduro
di piombo, sono i seguenti : 0, 0664 — 0, 0533 — 0, 0427. Se noi
moltiplichiamo questi numeri per i pesi molecolari 277,4
— 366, 2 — 460, 1 dei tre composti nei quali noi supponiamo
71 = 3, otteniamo i prodotti:

[1] Essa offire tuttavia alcune eccezioni che sono relative a certi sol-
furi ed ossidi metallici (E. Kopp).

CALORI MOLECOLARI

1S5

Ecco un ultimo esempio nell'ordine d'idee di cui ci intrat-
teniamo.

Il peso atomico del mercurio è 100 o 200? Nel primo caso
S6 noi rappresentiamo 100 di mercurio con Hg^ i cloruri, i
bromuri, gli ioduri mercurosi e mercurici, sono rappresen-
tati dalle formole seguenti:

Composti mercurosi.

Composti mercurici.

lÌQ^CÌ

//^Cl

Hg^Bv

Ho^V

Hgn

Hgl

Nel secondo caso, se noi rappresentiamo 200 di mercu-
rio col simbolo Hg, essi sono formati di:

Composti meroirosi.
Hg'Cl*
Hg«Br«
Hg«18

Composti mercurici.
HgCI2
HgBr»
Hgl»

Giudicandone dai calori specifici di questi composti, è il
secondo sistema di formole che bisogna preferire. Infatti,
assumendo per peso atomico del mercurio 200, si ha pei
composti mercurosi n = 4, e pei composti mercurici n = 3,
ed i calori molecolari che si possono calcolare, dietro la
formola CM = nx6,4, sono sensibilmente eguali a cjuelli
che si deducono direttamente dai calori specifici dati dal-
l'esperienza.

Formole.

HgCl*
HgI8
Hg2C13
flgn*

Calori
specifici.

Pesi
molecolari.

0,0689
0,0 li
0,0")£05
0,0JS5

Hg = 200

271
454
471
651

Prodotti dei
calori specifici

pesi molecolari.

Calori

molecolari

calcolati.

Calori

moleco'ari

spenmentali.

48,67
10,06
2I,.'^1
25,18

X6,4

19,2
19,2
25,6
25,6

126

SISTEMA ATTUALE DEI PESI ATOMICI

Qui raccordo è sensibilissimo tra i valori calcolati e
quelli dedotti dalFosservazione. Non sarebbe più cosi se
«i adottasse il primo sistema di formole dove si ha n = 2
pei composti mercurici e n = 3 pei composti mercurosi.

Forinole.

Calori
specifici.

Equivalenti.
Hg = loo

Prodotti dei
calori specifici

per
gli equivalenti.

Calori

degli equivalenti

calcolati.

Calori

molecolari

osservati.

*X3,a

HgCì

lìgi

Jlg^Cì

ligH

0,0839
0,0120
0,05205
0,0385

135,5
227
235,5
327

9,33

9,53

12,25

12,59

6,4

6,4
9,6
9,6

Aggiungiamo un ultimo rimarco. Se le considerazioni
tratte dai calori specifici dei composti clorati e bromati del
mercurio, sono di natura da fissare la nostra scelta tra i
numeri 100 e 120 pei pesi atomici del mercurio, è evidente,
d'altra parte, ch'esse non gettano nessuna luce sulla que-
stione di sapere se bisogna raddoppiare o no le formole
dei composti mercurosi. Alla forinola Hg^ CI^, Cannizzaro
preferisce la formola semplice HgCl, che si accorda colla
densità di vapore del calomelano. Noi rigettiamo Tultima
formola per la ragione che il vapore del calomelano pre-
senta una densità anomala (pag. 106); perchè, raddoppiando
la formola, si moltìplica in realtà per due ciascuno dei
membri della equazione G M = n X 6, 4, che, in allora, ci
lascia neir incertezza per risolvere la questione proposta.
Lo stesso si verifica per altri casi.

Volatilità molecolari. — Bunsen ha scoperto una curiosa

CALORI MOLECOLARI

127

«•elazione tra i pesi molecolari di alcuni sali, P^^ticolarment
dei sali aloidi, e la loro volatilità. Si espongano p^^j
.<! centigrammo, per esempio) di cloruri, bromuri od {qa .
alcalini nella regione più calda di uno stesso becco di B
sen; si osserverà che in queste condizioni, neli^ qual* ì
quantità di calore fornite durante lo stesso tempo sono se *
ibilmente le stesse, questi diversi sali si '^^^^'^^^^^leranno *
tempi assai ineguali e, con pìccola differenza, ^^Vers^me
proporzionali ai loro pesi molecolari, per modo ^^j^^^
plicando i tempi di volatilizzazione pei pesi ^^lecolari
ottengono dei prodotti che, senza essere eguali^ gl
stano sensibilmente ad un valore medio (4977). l^ tabell
seguente dà, secondo Bunsen, i tempi di volatilizzazione *
-secondi, di 1 centigrammo di diversi sali aloidi. Noi vi abbia-
mo aggiunto i pesi molecolari corrispondenti ed i prodotti
di questi pesi molecolari pei tempi di volatilizzazione.

SaU.

Cloruro di cesio . . .
Ioduro di potassio .
Cloruro di sodio . . .
Cloruro di litio . . . .
Cloruro di potassio .
Bromuro di sodio . .
Bromuro di potassio
Cloruro di rubidio .
Ioduro di sodio . . .

Tempi

volatilizzazione.

Pesi

molecolari.

Prodotti

5258
4931
4929
4815
4879
5012
4942
4659
5337

Media 4977

Come si vede, i prodotti variano tra i nùmeri 4659 e 5337,
<5Ìoè nella proporzione di 1 a 1, 14, mentre i tempi di vo-
latilizzazione variano tra i numeri 29,8 e 114, cioè nella
proporzione di 1 a 3,8. Questo risultato, sebbene non sia

d28 SISTEMA A TTUALE DEI PESI A TOMICI

che approssimativo, è significativo, e non bisogna dimen-
ticare che le difficoltà sperimentali non ammettono guari
una maggiore approssimazione. Esso mostra che in una*
fiamma egualmente calda si volatilizza, nello stesso tempo,
lo stesso numero di molecole dei sali aloidi, o con altre-
parole, che le volatilità molecolari sono le medesime.

VII.

IL NUOVO SISTEMA DI PESI ATOMICI E IN ARMONIA
COLLA LEGGE DELL*ISOMORFISMO.

La dimostrazione di questo punto non sarà né lunga, né-
difficile. Si vide nel capitolo precedente (pagina 57) quale
partito aveva Berzelius ricavato dalFisomorfìsmo per la
fissazione di alcuni pesi atomici, come quelli delFalIuminio,-
del ferro. Il principio che lo guidava in queste considera-
zioni, era esatto: bisogna adottare pei corpi sempiici dei
pesi atomici tali come le combinazioni analoghe ed iso-
morfe ricevono delle formole simili. Questo principio è ri-
spettato dal nuovo sistema di pesi atomici.

Senza volere qui enumerare tutti i casi d'isomorfismo che
presentano le combinazioni degli elementi analoghi, ricor-
diamo soltanto i seguenti:

gli ossidi,

i fosfati e gli arsenìati di sodio,

PhO^ Na2H 4- 12H20,
AsOS Na2H + 121180;

IN ARMONIA COLLA LEGGE DELL'ISOMORFISMO 12t

i sali d'ammonio corrispondenti,

PhO* (AzH4)2H,
AsO* (AzH4j2H;

il solfarsenito ed il solfoantimonito d'argento,

AsS'Ag»,
SbS'Ags ;

i fosfati, gli arseniati ed i vanadati isomorfi, del gruppo del- .
Tapatite,

(Ph04)»Ca5Cl apatite,
(PhO^)3Pb5Cl piromorfìte,
(AsO<)3Pb5Cl mimetesio,
(Va04)3Pb5Cl vanadinite.

Noi ritorneremo sopra quest'ultimi composti. Ci limitiamo
per ora a far osservare che, dopo i lavori di Roscoe, il
vanadio ha ricevuto un peso atomico tale, che la vanadinite,
che è isomorfa coll'apatite, è rappresentata da una formola
analoga; secondariamente, che il calcio ed il piombo, me-
talli bivalenti nel nuovo sistema di pesi atomici, non po-
trebbero rimpiazzarsi nei composti isomorfi che prendiamo-
a considerare, da metalli univalenti, come il potassio o il
sodio.

Quest'ultimo punto merita di essere posto in evidenzo.
La legge delFisomorfismo ci insegna che i metalli alcalini
ai quali non abbiamo unito l'argento, perchè univalento
com'essi, formano un gruppo a parte, nettamente separata
dai diversi gruppi di metalli bivalenti, come il magnesio
ed il calcio, il bario, lo stronzio, il piombo, ecc. Il solfata
ed il seleniato d'argento,

S0^Ag2,
Se04Ag2,

non sono isomorfi col solfato ed il seleniato di sodio anidro.
La teoria atomica, 9

190 SISTEMA A TTUALE DEI PESI A TOMICI

S04Nq«,
SeO*Na«1

D'altra parte, i solfati ed i seleniati, i permanganati ed i
perclorati alcalini, sono isomorfi tra loro e non coi sali
corrispondenti della serie del magnesio. Cosi si ha:

SO^KH isomorfo con SeO^KH (Mitscherlich),
■ SO^Na. + lomo isomorfo con { l'^^^, + ^«"'O.

Lo stesso rimarco si applica al perclorato ed al perman-
panato di potassio, ai quali il nuovo sistema di pesi ato-
mici permette di attribuire formole simili:

C10< perclorato di potassio,
MnO^K permanganato di potassio.

Nella notazione in equivalenti, si scriverà:

C107,K0 perclorato dì potassa,
Mn«07,K0 permanganato di potassa.

L'isomorfismo dei cromati e dei manganati coi solfati ed
ì seleniati, merita del pari d'essere notato: esso aveva de-
terminato Berzelius a ridurre di metà i pesi atomici ch'egli
aveva fin'allora attribuiti al cromo ed al manganese.

L'isomorfismo dei cloruri, bromuri, ioduri, cloroplatinati
alcalini, è troppo noto perché sia necessario d'insistervi. Si
ammette che il solfuro d'argento ed il solfuro ramoso [1]

[1] L'isomorfismo del solfuro ramoso e del solfuro d'argento ha in-
spirato a V. Regnault le seguenti riflessioni, esposte nella 2* edizione
del suo Cours élémentairc de chimie, pag. 316:

« Il solfuro d'argento naturale e isomorfo col sottosolfuro di ramo
M naturale Cu?S; sembra che ;qucsli due solfuri possano sostituirsi in

JN ARMONIA COLLA LEGGE DELL'ISOMORFISMO tèi

-sono isomorfi^ almeno nelle loro combinazioni; questi sol-
tfuri ricevono delle formolo atomiche analoghe:

A 8*8 solfuro di argento,
Cu^S solfuro ramoso ;

« qualsiasi proporzione, per esempio nei fahlerz. Noi abbiamo detto
« che questo isomorfismo non esisteva che tra corpi offrenti le stesse
« formole chimiche, e noi ci siamo spesso fondati sopra questa legge
« per stabilire gli equivalenti dei corpi semplici. Ma il solfuro d'ar-
« gento presenterebbe una eccezione alla legge, se noi scrivessimo la
« sua formola AgS , cioè se noi adottassimo per equivalente deirar-
« gento il numero i350. Questa considerazione ha determinato parec-
« chi chimici a dare al solfuro d'argento la formola Ag?S, quella Ag«0
« al nostro protossido d'argento ed a prendere il numero 673 per Tequi-
< valente dell'argento. Questo modo di vedere è confermato da parec-
« chie altre circostanze sulle quali conviene che ci soffermiamo alcun
« poco. I fisici hanno dimostrato con un gran numero d'esperienze che
« esisteva una relazione semplicissima tra i calori specifici ed i loro
« equivalenti chimici. Questa legge consiste in ciò che i calori speci-
« /Ice dei corpi semplici sono fra loro, press'a poco , in ragione in-
« versa dei loro equivalenti. Ora, l'argento non soddisfa a questa
« legge se non si ammette per il suo equivalente il numero 675. Inoltre,
« si riconobbe pei calori specifici dei corpi composti , una legge ana-

* Ioga a quella indicata pei corpi semplici. Questa legge consiste nel
« dire che i calori specifici dei corpi composti acenti la stessa for-
« mola, sono tra loro, presso a poco, in ragione incersa dei numeri

* che rappresentano gli equioalenti chimici di questi corpi composti,

* Ora, i solfuri d'argento e di rame soddisfano a questa legge se si
« ammette la formola Ag^S pel solfuro d'argento.

« Ma se si scrive la formola del solfuro d'argento, Ag^S e, per con-
« seguenza, quella del nostro protossido d'argento Ag^O, si dovrà scri-
« vere la formola della soda Na^O e non NaO, come abl)iamo fatto
« fin qui, perchè noi abbiamo veduto che il solfato d'argento era iso-
« morfo col solfato di soda anidro, essendo i sali di potassa e di litina
« isomorfi coi sali corrispondenti di soda, quand'essi contengono le
« stesse quantità d'acqua di cristallizzazione, si dovrà formolare la
^ potassa, K^O e la litina, Li^O, ecc. »

J3B SISTEMA A TTUA LE DEI PESI A TOMICJ

mentre nella notazione in equivalenti si attribuivano lor^
le formolo disparate:

Ag^S solfuro d'argento,
Cu^S solfuro di rame.

D'altra parte, i metalli i cui pesi atomici furono raddop-
piati da Cannizzaro, presentano numerosi casi d'isomorfi-
smo e formano un gruppo perfettamente distinto dal pre-
cedente. A tutti è noto risomorUsmo dei nitrati di bario,
di stronzio, di piombo, che cristallizzano in ottaedri, dei
carbonati isomorfi collo spato d' Islanda, che, cristallizza in^
romboedri, cioè:

CO'Ca" carbonato di calcio (spato d'Islanda),
CO''Mg" carbonato di magnesio (giobertite),
COSMn" carbonato manganoso (dlallogite),
COSFe" carbonato ferroso (siderosìo),
CQSZn" carbonato di zinco (smithsonite).

I solfati ed i seleniati clinorombici della serie magne-
siaca, che cristallizzano gli uni con 7, gli altri con 6 mo-
lecole d'acqua, formano due gruppi isomorfi, cioè:

ÌSO^Fe" -f 7H20 solfato ferroso,
SO^o" + 7H20 solfato di cobalto,
SG^Mn' -f 7H?0 solfato manganoso,
SeO^Fe" -j- 71120 seleniato ferroso;

ÌSO^Mg" 4- 6H20 solfato di magnesio,
SO^Co" + 6H20 solfato dì nickel,
S04NÌ" 4- CH20 solfato di cobalto,
SO^Zn" + 6H?0 solfalo dì zinco,
SeO^Ni" 4- 6H20 seleniato di nickel.

Cosa curiosa, in alcune circostanze, questi stessi solfati
e seleniati possono cristallizzare in prismi ortorombici, e,
secondo Milscherlich, i solfati, i seleniati di nickel ed il se-
leniato di zinco (con 7 molecole di acqua) in prismi qua-
draticì: essi sono quindi isodimorfi.

^40 SISTEMA A TTUA LE DEI PESI A TOMICI

ai quali si può aggiungere, come appendice, T argento, il
tallio e, fino ad un certo punto, il rame e Toro.
Un secondo gruppo comprende:

Il calcio,
Lo Stronzio^
Il bario.

Ai quali si può aggiungere da un lato:

II piombo,
-dall'altro :

Il magnesio,
Lo zinco,
Il cadmio.

Il cobalto, il nickel, il ferro ed il manganese si riannet**
tono alla serie precedente per mezzo dello zinco. Ma que-
-sto gruppo presenta alcune difficoltà per la classificazione,
perchè il ferro ed il manganese, che offrono alcune ana-
gogie coi metalli della serie magnesiana, si avvicinano, da
un altro lato, al cromo ed anche all'alluminio.

Un altro gruppo di metalli si connette col silicio e com-
prende:

Il titanio,

Il zirconio.
Lo stagno.

Alla famiglia dell'azoto, del fosforo e dell'arsenico si rìan-
-nettono i seguenti metalli:

Il vanadio,
L*antimonio,
Il bismuto.
Il niobio,
Il tantalio.

Il molibdeno ed il tungsteno offrono molte analogìe tra
-loro e si connettono col bromo e coll'uranio.

II rame riesce difficile da classificare. Per la forma della
^ue combinazioni, non è allontanato dal mercurio; ma pre-*

IDEE DI DUMAS il*

senta ancora delle analogie coll'argenlo e si avvicina, da
questo lato, ai metalli alcalini.

Finalmente i metalli che accompagnano il platino furono
sempre raccolti in una stessa famiglia, che si può suddi-
videre in tp3 tribù, cioè: rutenio-osmio, rodio-iridio, palla-
dio-platino.

I metalli che fanno parte dì queste famiglie o tribù, sono-
caratterizzati dall'analogia delle combinazioni ch'essi for--
mano coi metalloidi, particolarmente coir ossigeno e col
cloro, perché in questo caso le combinazioni idrogenate
fanno sfortunatamente difetto. I composti in questione ri-
cevono forme analoghe per uno stesso gruppo di metalli;
se a quest'ultimi si attribuiscono dei pesi atomici conve-
nienti. Da un gruppo all'altro, i metalli differiscono per la
forma delle loro combinazioni. Ciò è conosciuto, e questo
punto sarà sviluppato più innanzi. Ciò che si ignorava, e
che venne perfettamente stabilito da alcuni anni, si è, che
le proprietà caratteristiche degli elementi, proprietà che
determinano le loro forme di combinazione, sono sotto la
dipendenza dei pesi atomici.

Diversi scienziati, Gladstone, Cooke, Pettenkofer, Odling,-
Kremers, Dumas aveano segnalato certe relazioni numeriche
fra i pesi atomici dei corpi appartenenti ad uno stesso gruppo. .
Cosi, per citare dietro Dumas, alcuni esempi, si notano
i rapporti semplicissimi tra gli « equivalenti » dei corpi
appartenenti alle famiglie dell'ossigeno, del litio, del ma-
gnesio. I numeri che esprimono questi « equivalenti » fanno-
parte di progressioni aritmetiche a-}-xd:

Ossigeno.

Solfo.

Selenio.

Tellurio.

a=8

d = 8

a-f- (1

a + 4d

a + 7d

-148 SISTEMA A TTUALE DEI PESI A TOMICI

Litio. -

Sodio.

Potassio.

a = 7

d = 2X8

a+d

a+2d

Magnesio.

Calcio.

Stronzio.

Bario.

a = l2

d = 8

a + d

a + 4d

à-|-7d

Fluoro.

a = 19

d = 16,5

d'=28

Azoto.

a = l4

d = 17

d'=44

Si osserverà, e Pettenkofer aveva già rilevato questo fatto,
che per queste tre famiglie le differenze tra gli equivalenti
degl'i elementi analoghi sono rappresentati da 8 o da un
multiplo di 8.

Per le famiglie del fluoro e dell'azoto, si trovano i rap-
j)orti seguenti, che sono un po' meno sempUci:

Cloro. Bromo. Iodio.

35.5 80 127

a + d a-i-2d + d' 2a+2d + 2d'

Fosforo. Arsenico. Antimonio. Bismuto.

31 75 119 %07

a + d a + d+d' a + d + 2d' a+d + 4d'

Il confronto di queste relazioni numeriche condusse ad
un ingegnoso ravvicinamento: se i radicali omologhi della
chimica organica sono formati per l'aggiunta ad un dato
composto di n GH^, non è egli permesso di supporre che
gli stessi metalli sono formati per addizione a radicali pri-
mordiali, di una stessa specie di materia, che differisce sol-
tanto pel suo modo di condensazione? Era l'ipotesi di Prout
che faceva la sua apparizione sotto un'altra forma, ma
senza ammettere, anche cosi trasformata, una definitiva
conclusione. Nullameno, di tutti questi fatti e di tutte que-
ste considerazioni, questa si può ritenere: le proprietà dei
<5orpi sono sotto la dipendenza dei pesi atomici, e, quando

Il I SISTEMA A TTUALE DEI PESI A TOMICI

gnato nel quadro di Mendéléeff. Dietro il numero, molta
prossimo al vero, assegnato al suo peso atomico, la sua
densità era stata esattamente preveduta. È dunque una sin-
tesi potente, quella del chimico russo, e sarà necessario
che d'ora innanzi se ne tenga conto, tutte le volte che si
tratterò di classificare i corpi dietro le loro proprietà e le
loro reazioni, o in una parola, di vedere le cose della chi-
mica dall'alto e nel loro complesso.

Per esporre il concetto di Mendéléeff, scegliamo un primo
esempio:

Prendiamo i 14 elementi i cui atomi sono, dopo quella
dell'idrogeno, i più leggeri, e disponiamoli in due serie
orizzontali, secondo la progressione dei loro pesi atomici.

Li = 7; Gl = 9,4; Bo = ii; C = i2; Az = 14; = 16; Fl=:ii9
Na = 23; Mg= 21; Al = 27,3 Si = 28; Ph = 31; S = 32; Cl = 35,5

In questi due gruppi di corpi semplici le proprietà fisiche
ed i caratteri chimici provano delle graduali modificazioni
a misura che i pesi atomici si elevano. Cosi, le densità cre-
scono regolarmente in modo da aggiungere un massimo
verso la metà delle serie, per decrescere in seguilo. Ed i
volumi atomici, cioè i volumi che occuperebbero delle quan-
tità che fossero proporzionali ai pesi atomici e che sono i
quozienti dei pesi atomici per le densità, seguono natural-
mente una progressione inversa di quella delle densità;
essi decrescono regolarmente in modo da raggiungere un
minimo verso la metà delle serie (vedi più innanzi la tabelln).

Cosi, per non prendere che il secondo gruppo (gli ultimi
tre termini del primo, sono gasosi) si ha, pei differenti corpi
semplici che lo compongono, le densità ed i volumi ato-
mici seguenti:

PRINCIPIO DI CLASSIFICAZIONE DI MENDÉLÉEFF 145

Densità.

0.97

1.75

2.67

2.19

1.81

203

1.5S

Voi. atomici.

Si constata inoltre che la volatilità diminuisce dal sodio
fino al silicio e ch'essa aumenta in seguito partendo dal
silicio.

I caratteri chimici dei metalli che fanno parte di questi
due gruppi provano, del pari, delle regolari variazioni. Da
un termine all'altro, si notano delle differenze nelle pro-
prietà chimiche fondamentali, differenze che si traducono
nella forma delle combinazioni. E tra queste combinazioni,
Mendéléeff ha considerato quelle in cui entra T idrogeno, il
cloro e segnatamente quelle formate dalFossigeno. Nei duo
gruppi, i tre primi termini non formano combinazioni col-
ridrogeno: queste combinazioni esistono pei quattro ultimi
e si osserva in questo caso la rimarchevole proprietà, che
in questi composti idrogenati il numero degli atomi d'idro-
geno va decrescendo regolarmente da 4 a 1. (Vedi la ta«
bella seguente.)

Come abbiamo fatto notare, i metalU che formano i primi
termini dei due precedenti gruppi, non entrano in combina-
zione coiridrogeno ; in quella vece essi si uniscono col cloro,
e la loro capacità di combinazione per questo dementa
cresce regolarmente. Questa doppia variazione ò indicata
nello specchietto che segue:

lìgi

NaCl

G1G12

Mgcr2

BoC13

A1CI3

CGM; CH4

SiCH; 81114

AzH3
PhH3

0H2
SH2

FIK
CHI

Pei composti ossigenati si osserva una regolarità della
stesso genere: il numero degU atomi di ossigeno che possona
La teoria atomica. 10

PRINCIPIO DI CLASSIFICAZIONE DI MENDÉLÉEFF IIT

|)ei loro pesi atomici e le cui proprietà gradatamente si
•modificano, in modo da percorrere il periodo.

Le serie verticali comprendono gli elementi che si acco-
stano per rinsieme delle loro proprietà e che si potrebbero
chiamare omologhi. Gli elementi inscritti in queste serie ver-
ticali formano le famiglie naturali.

H » 1 Li

Pest atomici 7,02
Densità 0,59
VoL atomico 11,9

GÌ

9,3

2,1
4,4

24,
1,74

13,8

39,90
1,57
25,4

64,9
7,15
9,1

87,2
2,50
34,9

111,6
K,rt5
12,9

136,8
3,75
36,5

11,0
2,63
4,1

27,3
2,49
10,7

69,9
5,96
1,17

89,6
>

113,4
7,42

15,3

137
»

12
3,3
3,6

28
2,56
11,2

Ti
48

90
4,15
21,7

117,8
7,29
16,1

139

»
»

14,04

»
»

31
2,3
13,5

51,2
5,5
9.3

74,9
5,67
13,2

94
6,27
15,0

122
6,7
is,2

15,96

32
2,04

15,7

52,4

6,8
7,7

78
4,6
16,9

95,8
8,6
11,1

128?
6,25

20,5

Di
147

FI
19,1

■

58,6

8,5
6,9

104,2

12,1

8,6

58,6

8,5
ft.9

106,2

11,5

9.2

Na .

Pesi atomici 23
Densità 0,97
Voi. atomico 23,7

35,5
1,38
25,7

Pesi atomici 39,14
Densità 0,8tJ
Voi. atomico 45,4

54,8
8,0
6,9

79,75
2,97
26,9

127
4,95
25,6

! ^'

55,9

7,8
7,2

103,5

11,3

9,2

Pesi atomici 63.3
Deuàità 8,8
Voi. atomico 7,2

Pesi atomici 85,2
Densità 1,52
Voi. atomico 56,1

Pesi atomici 108
Densi U 10,5
Voi. atomico 10,3

Pest atomici 132,15
Densità >
VÓI. atomico »

i48

SISTEMA A TTUALE DEI PESI A TOMICJ

T«

Pesi atomici »
Densità »
Voi. atomico »

»
Hg

170,6
Ti

»
Pb

182
10,82
16,9

19,13
9,6

198,6

21,4

9,3

196,7
21,15
9,3

Pesi atomici 196,2
Densità 19,3
Voi. atomico 10,2

200

13,59

14,7

203,6
ll,S6
17,1

2C6,4 210
11, S3 9,82
18,1 i 21,1

1 ?

Pesi atomici »
Densità *
Voi. atomico »

233,9

7,7

30,4

2t0?
18,3
13,1

Demmo questo quadro in tutta la sua estensione, onda
permettere al lettore di apprezzare al suo giusto valore il
saggio di classificazione di cui si tratta e che abbraccia,
per la prima volta, tutti gli elementi della chimica. Certamente
questo saggio presenta ancora delle imperfezioni, ma esse
sono in parte inerenti allo stato d'incertezza delle nostro-
attuali cognizioni, sopratutto perciò che riguarda gli ele-
menti rari. Cosi, si osserverà che il tellurio non è al suo-
posto, supponendo che il suo peso atomico sia esattamente
determinato. Se il tellurio fosse Telemento intermediario
tra l'antimonio e Tiodio, esso dovrebbe possedere un peso-
atomico di circa 125. Possiamo chiederci ancora se il rame
è bene collocato: esso è separato da alcuni elementi, per*
esempìo dal mercurio, a cui sembra avvicinarsi. Altri corpi
semplici, come il cobalto ed il nickel, i cui pesi atomici e
le densità sono identiche o quasi, sollevano parimenti una
dififìcoltà; secondo il princìpio della classificazione, le altre-
loro proprietà dovrebbero similmente confondersi, ciò che
non è il caso. Tuttavia si sa che questi metalli sono vici-^

PRINCIPIO DJ CLA SSIFICA ZIONE DI MESDELEEFF 155-^

i calori specìfici per un solo e medesimo corpo, secondo la
temperatura. Ma Lotario Meyer ha fatto notare che gli ele-
menti che approssimativamente obbediscono soltanto alla
logge di Dulong, sono in generale quelli i cui pesi atomici
sono deboli quanto i volumi atomici. Cosi ò del boro, del
carbonio e del silicio.

Tra gli elementi a pesi atomici deboli e che obbediscona-
alla legge di Dulong e Petit, bisogna collocare il litio, il
sodio, il magnesio, il potassio; ma hanno al contrario un
volume atomico elevato, cioè una debole densità. Si è quindi
portati ad ammettere che le perturbazioni che prova la legge
di Dulong e Petit sono dovute non solo alle circostanze
summenzionate, ma si trovano altresì in relazione coi di-
versi volumi che occupano le ultime particelle dei corpi, .
cioè coi volumi atomici. Gli atomi che occupano i volumi
più deboli hanno un calore atomico alquanto più debole, o,
con altre parole, esigono un pò* meno di calore onde subire
le stesse variazioni di temperatura degli atomi più «volu-
minosi» degli altri elementi.

Checché ne sìa, Dulong e Petit primi dimostrarono che i
calori specìfici dei corpi semplici solidi sono sotto la dipen-
denza dei pesi atomici, perchè essi decrescono regolarmente
a misura che quest'ultimi aumentano. E qui, importa no-
tarlo, la variazione non è punto periodica.

Ecco un'ultima relazione che esiste tra i pesi atomici ed
una proprietà fìsica dei corpi, il potere ch'essi hanno di
emettere delle radiazioni luminose. Lecoq de Boisbaudran
ha difatti constatato che per elementi analoghi, come il po-
tassio, il rubidio, il cesio, — il calcio, lo stronzio, il bario,..
— Talluminio, il gallio, T indio, gli accrescimenti dei pesi
atomici sono proporzionali agli accrescimenti delle lunghezze

ìm sistema a ttua le dei pesi a tomici

d'onda corrispondenti alle linee spettrali che danno questi
metalli. È una idea profonda che T eminente scienziato ha

-sviluppata innanzi la Società Chimica di Parigi, ma che non
ha ancora ricevuto sufficiente pubblicità. Noi dobbiamo li-
mitarci ad enunciarla, facendo osservare che la scoperta

•del gallio gli diede una splendida conferma e che il peso
atomico di questo metallo potò essere calcolato esattissi-
mamente, in funzione di quelli dell' alluminio e dell'indio,
dietro la posizione delle linee spettrali «corrispondenti» di
questi tre metalli.

Tali sono alcune delle relazioni che esistono tra i pesi
atomici dei corpi semplici e le loro proprietà fisiche. È un
capitolo importante che MendóléefT e Lotario Meyer ebbero
il talento dì svolgere egregiamente. E fra le conseguenze
teoriche che derivano dal concetto dell' illustre chimico russo,
noi dobbiamo rilevare questa: che essa apporta nuovi ele-
menti alla classificazione dei corpi semplici come mezzo di
controllo degli orizzonti fondati sopra altre considerazioni.
Faremo alcune considerazioni in proposito.

IV.

Nel quadro a pag. 147, gli elementi sono disposti in gruppi
^d in serie. Le colonne verticali comprendono le serie dei
'Corpi semplici che si avvicinano pel complesso delle loro
proprietà e segnatamente per la forma delle loro combina-
zioni. Gli elementi vi sono classificati per famiglie. Se, col-
l'accrescimento dei pesi atomici, le proprietà dei corpi sem-
plici subiscono delle periodiche variazioni, egli è permesso
di riunire in uno stesso gruppo quelli che comprendono un
periodo, e poiché in ciascuno di questi gruppi le proprietà

PRIXCIPIO DI CLASSIFICAZIONE DI MENDELEEFF 157

subiscono analoghe variazioni, è permesso ancora di rav-
vicinare i termini corrispondenti di ciascun gruppo: quelli
presenteranno una certa concordanza od armonia nelle
proprietà, e questi termini ^ armonici^ od «omologhi^ for--
meranno una serie. Per alcune di queste serie, se non per
tutte, si constata neiraccrescimento dei pesi atomici, delle
regolarità che furono segnalate in principio di questo capi-
tolo. La legge periodica che considera le variazioni di pro-
prietà in ciascun gruppo, ha dunque per corollario un prin-
cipio di classificazione o di seriazione che stabilisce le
analogie di proprietà in ciascuna famiglia di corpi analoghi.
Ciò è importante ed è una circostanza degna di rimarco,^-
che sviluppi cosi diversi e cosi inattesi, derivino da questa
semplice idea, che consiste neir ordinare i corpi dietro il
valore crescente dei loro pesi atomici. Questa idea semplice
era un'idea fondamentale [1].

Le divisioni orizzontali comprendono, come abbiamo ve-
duto, dei gruppi di elementi presso i quali le proprietà ^s/cA e
subiscono delle variazioni periodiche. Bisogna ora esporre
come le loro proprietà chimiche si modificano gradatamente
da un termine all'altro.

Cosi è, primieramente, pel carattere «elettro-chimico»
degli elementi. Le variazioni che subiscono le proprietà
elettro-chimiche da un termine all'altro e che abbiamo in-
dicate pel primo e per il secondo gruppo (pag. 144), si ri-
trovano negli altri gruppi tranne che, in alcuni di questi
gruppi, le variazioni percorrono due periodi in luogo di uno,
partendo dal primo termine fino alFultimo. Cosi ò, a cagion

[1] È giusto il riconoscere che l'idea di Mcndulécff non è senza ana-
logia con un'altra emessa da molto tempo da Chancourtois.

PRINCIPIO DI CLASSIFICAZIONE DI MENDELEEFF 15^

*ha chiamata Tatienzione. Senza ritornare su ciò che è stato
-detto a pag. 144, noi faremo osservare qui che la capacità
di combinazione dei corpi semplici per l'ossigeno, aumenta
regolarmente, coiraccrescimento dei pesi atomici, fino ad un
certo termine partendo dal quale decresce di nuovo. Si vedrà
che la cosa sta precisamente in questi termini^ consultando
lo specchio seguente che comprende alcune combinazioni
ossigenate degli elementi. Le serie verticali corrispondono
•qui alle divisioni orizzontali della tabella a pagina 147. È
importante il notare che, tranne un certo numero di ecce-
zioni, comprendenti dei perossidi, le combinazioni ossige-
nate summenzionate, sono le più ricche che si conoscano;
esse indicano, per conseguenza, il limite della capacità di
<;ombinazione degli elementi per Fossigeno.

Serie dei composti ossigenati.

iUtO) Na20

G1202 Mg20«

Bo?0» A1203

C20* SÌ204

Az205 Ph205

— S20«

— (C1207)

K20 CuSQ Rb20 Ag20 Cs«0 - Au?0

Ca«02 Zn^O* SraO? Cd202 Ba20« - Hg20«

— Ga208 Y208 ln«0« Ce203 Er20« Te203

Ti«04 — Zr20* Sn«04 La203 — Pb204

V205 As?03 Nb205 Sb205 — Ta20» Bi205

Cr206 (Se20C) Mo^oe Te206 Di^QS W206

Mn«07 (Br207) — (i^o?) - —

(Fe03) Ru04 0s0<

Co203 Rh02 Ir02

N1203 pdO» PtO«

Perchè la progressione nel potere di combinazione degli
clementi per Fossigeno, più chiaramente apparisca, si rad -
•doppiarono le formolo degli ossidi nelle 2* 4* e 6* serie
orizzontali. Uno sguardo alle serie verticali, e questa pro-
gressione chiaramente apparirà; ma si nota altresì che
<3ssa tocca un massimo al 7<* termine od al^8^ partendo

i60 SISTEMA A TTUALE DEI PESI A TOMICI

dai quali, la ricchezza in ossigeno nuovamente diminuisce^
Si osserva dunque che la capacità di combinazione per
l'ossigeno che posseggono i corpi semplici che fanno parie
dello slesso gruppo, percorre variazioni analoghe a quelle
sopra esposte (pag. 145), per i composti che formano col-
Tossigeno, col cloro e coir idrogeno, i corpi semplici del
primo e del secondo gruppo. La legge periodica anche in
questo caso si manifesta, come per le proprietà fisiche.

Terminando, dobbiamo indicare un'ultima particolarità cha
venne rivelata da Mendéléeff.

La composizione degli idrati si connette naturalmente a
quella degli ossidi. Se, come si può farlo, si considerano
gli idrati degli ossidi definiti siccome combinazioni dei corpi
semplici con dei gruppi OH (ossldrìlo), si osserva che a cia-
scun atomo di ossigeno di un ossido, corrispondono 2 gruppi
ossidrilo. Cosi:

/f »

CaO + H20 = Ca(0H)2

E una notazione generalmente usata. Ma Mendéléeft che
fu uno dei primi ad adoperarla, fa osservare che il numero
dei gruppi ossidrilo che un corpo semplice può fissare,
sembra essere determinato dal numero degli atomi d'idro-
geno che racchiude la sua combinazione idrogenata, od
anche dal numero dei gruppi etilici contenuti nel composto
etilato. Go?i, a cagion d'esempio, nel gruppo del sodio,,
gli elementi elettro-negativi di questa serie si succedono
nell'ordine seguente: silicio, fosforo, solfo, cloro. Ora, si con-
stata che i loro idrati più stabili contengono tanti gruppi
ossidrilo quanti sono gli atomi d'idrogeno che racchiudono
i loro idruri, e quanti gruppi etilici, i loro etiluri.

PRINCIPIO DI CLASSIFICAZIONE DI MENDÉIJÉEFF ìèì

Idrati.

Idruri.

Etilurì.

SÌ(PfI)4

SiH4

SiEM

piiO(ori)3

PhH3

PhKti

i . . •

SO?(OH)2

SH8

SEI»

ClOi(OH)

ClHi

ClEti

Questi sviluppi bastano e bìso^^na conchiudere. Da quello
che s'è detto risulta evidentemente che le proprietà fìsiche
più importanti e le proprietà chimiche fondamentali dei corpi
semplici, sono in una certa relazione coi loro pesi atomici:
esse sono funzioni dei pesi atomici. Quest' ultima è acqui-
sita in una maniera generale, e malgrado T incertezza che
regna ancora sulla precisa natura di questa funzione, e ad"
onta di alcune obbiezioni od imperfezioni di dettaglio, si può
dire che il principio indicato dair illustre chimico russo for-
merà oramai una delle basi delle classificazioni chimFche.
Ora, è evidente, e questa ò la nostra conclusione, che lo
relazioni in questione non appariscono e che il principio che
le riassume non potè essere formulato che a condizione di
adottare il sistema attualo di pesi atomici. Queste relazioni
sarebbero rimaste nascoste o velate se si avesse tentato di
dedurle dagli « equivalenti ». Io insisto sopra questo punto
e dico conchiudendo: le scoperte deireminente chimico russo
forniscono un solido argomento in favore del nuovo sisten^a
dei pesi atomici. Anche la convinzione di Mendéléeff a questo,
riguardo, è bene stabilita. Ecco le sue stesse parole: «;I
« nostri concetti sui pesi atomici hanno raggiunto in qucsAi
« ultimi tempi una tale solidità, sopratutto dopo Topplica-
« zione della legge di Avogadro ed Ampère, e dopo i lavori
« di Laurent, Gerhardt, Regnault, Rose, Cannizzaro, che si
« può affermare con confidenza che l'idea di peso atomico»
< cioè della più piccola quantità di un elemento contenuta
La teoria atomicOi li

IO SISTEMA A TTUA LE DEI PESI A TOMICI

■ — - - —

< in una molecola delle sue combinazioni, si manterrà senza

< alterazione, attraverso le variazioni che potranno subire

< le teorie chimiche [1]. »

Abbiamo consideralo il nuovo sistema dì pesi atomici sic-
come quello che fornisce nuovi elementi alla classificazione
dei corpi semplici. Il principio di questa classificazione deve
essere quello del metodo naturale; bisogna riunire in uno
stesso gruppo i corpi che si avvicinano per le loro pro-
prietà chimiche, per la natura, la forma e le funzioni dei
loro principali composti. Corpi semplici facenti parte della
slessa famiglia o serie, formano dei composti simili, ed i
pesi atomici attribuiti a questi corpi semplici devono essere
tali che i composti simili ricevano formolo analoghe. Si
indicò già questo modo dì vedere nel precedente capitolo,
ma torna utile dì ritornarvi sopra e d'apportarvi alcune
prove addizionali, tratte da considerazioni puramente chi-
miche, in favore del sistemn di pesi atomici generalmente
adottato oggigiorno.

I/arsenico e Tantimonio sono due clementi vicini: i loro
composti simili e d'altronde isomorfi, devono ricevere for-
molo analoghe. Gnrhardt ha fatto dunque ottima cosa Io
sdoppiare il peso atomico che si era altra volta attribuito
air antimonio. I cloruri, gli ossidi, i solfuri di questi due
corpi semplici, ricovono in questo modo le formole:

Ascia

SbCl»

A8«();{

SI)-.^03

As()-.

Sh^O'»

As-^S^

siy^S3

[Il l)/{> ju'ri(KiUrìn' (n'M'fznìàisi'jhcit der chcmischen Elementi von
D. MoiidOlOelT, ]> I. l'it'd'olnirjio; Uij^osto 1S71.

PRINCIPIO DI CLASSIFJCAZIO yS DI MENfDELEEFF 185

e'questa notazione mette in chiaro Tanalogia di questi com-
posti.

Questo punto non è contestato. Non è cosi dei pesi atomici
doppi che Gannizzaro ha attribuiti ad alcuni metalli in ma-
niera, da farii concordare colla legge di Dulong e ^Petit ed
anche colla legge delle densità gasose.

Abbiamo precedentemente fatto osservare che Berzelius
aveva rappresentato tutti i protossidi con RO e che Ger-
hardt aveva attribuito loro la formola R- O. Oggidì si am-
mette che esistono due classi di protossidi, gli uni R^O
sono formati di due atomi di metallo e di un atomo di os-
sigeno, gli altri RO contengono un solo atomo di metallo per
un atomo di ossigeno. Uaa simile distinzione è dessa fondata
dal punto di vista chimico, e siamo autorizzati a separare i
metalli alcalini, ai quaU si può aggiungere Targento, il tal-
lio, metalli che formano dei protossidi R^ O, e di più a se-
pararh dai metalli alcalino-terrosi, e da tanti altri che for-
mano dei protossidi RO ?

Si, legittimamente. ImetalU alcalini posseggono infatti
una particolare fisionomia, ed entrano in un certo numero
di combinazioni caratteristiche ed isomorfe. E l'argento è
stato con ragione ravvicinato ai metaUi alcalini. Ricordiamo
qui risomorfismo del solfato di soda anidro e del solfato
d'argento. Notiamo altresì il fatto che negli allumi e nei
solfati doppi della serie magnesiaca SO* R'^ SO* M^'+GH^O,
il potassio può essere sostituito dal sodio, dall'ammonio,
ma non dal calcio o dal bario.

Il cremore di tartaro o tartrato acido di potassio, si sa-
tura facilmente col carbonato di soda o coU'ammoniaca, eJ
i sali misti che ne risultano, tartrato doppio di potassio e
d' ammonio, sono parimenti definiti e stabiU come il sale di

m SISTEMA A TTUA LE DEI PESI A TOMICI

potassio neutro. Se, al contrario, si satura il cremore *dv
tartaro colla creta, non si ottiene che una combinjazione'
assai instabile e che non presenta alcuna rassomiglianza
col tarlrato soJico-potassico e suoi congeneri*

Ecco un'altra particolarità dello stesso ordine altrettanto*
caratteristica. I metalli alcalini, o piuttosto le basi alcaline-
posseggono una tendenza marcata a formare dei sali acidi
cogli acidi bibasici. I solfali, i carbonati, gli ossalati ed i tar-
trati acidi di potassio sono sali assai bene definiti e relati-
vamente stabili. Non si conosce, in quella vece, che un nu-
mero ristretto di sali acidi formali dai metalli alcalino-ter-
rosi, e quando essi esistono, questi sali acidi sono assai
instabili e vengono decomposti dall'acqua. Cosi Tossalato
acido di calcio non esiste, e Tossalato acido di bario cho
venne descritto, è talmente instabile che non si può scio-
glierlo nelfacqua.

Donde risulta che i metalli alcalini ed i metalli univa-
lenti in generale, formano un gruppo perfettamente distinto :
i metalli bivalenti non sono meno bene caratterizzati da un
certo numero di proprietà. Per saturarsi, essi fissano due^
atomi di cloro o due residui di acidi monobasici. Essi ponno-
fìssare nello stesso tempo due elementi monoatomici di-
versi, e la loro capacità di combinazione spiega l'esistenza
di composti analoghi ai seguenti:

Az03/^^

C2II302 ^ „
AZ03/^^^

{C2H30?) .

Cloro-ioduro di

Aceto-nitrato di

Aceto-cloridrina

mercurio.

stronzio.

bario.

piombica.

L'argomonto che fornisce resistenza di questi composti
misti ia ftivore delTesistenza dei metalli bivalenti e, conse-
gucnlemenle, in favore del raddoppiamento dei pesi atomici

106 SISTEMA A TTUALE DEI PESI A TOMICI

(PhO^)3II9 (PliO*)3 f ^^^ Ph04

Ca4
(daFl)'

3 molecole di acido Fosfato calcico Apatite,

fosforico. non saturato.

In un granile numero di altri composti, il cloro pfode Io-
stesso ufficio del fluoro nell'apatite e nella wagnerite. Cosi
è nei composti descritti da Carius sotto i nomi di aceto-
cloridrìna, aceto-bromidrina, aceto-iodidrina piombiche (pa-
gina 164):

G2II302 ) ,,
l}pb

Aceto-iodidrina piombica.

Io foci valere un ultimo argomento chimico in favore del
raddoppiamento dei pesi atomici, e ppr consojxuenza, della
bivalenza di alcuni metalli. Nella notazione di Gorhardt, un
numero grandissimo di sali idrati hanno ricevuto delle for-
molo tali, che per una molecola di sale anidro, essi conten-
gono una mezza molecola od un numero impari di mezze
molecole di acqua. Questo inconveniente scompare se si
radiloppiano i pesi atomici dei metalli, che questi sali rac-
chiudono. Io riunii alla pagina 463 del tomo I del Diaùon-
naire de chimle pure et appliquée, un certo numero di
esempi di natura da porre in evidenza Targomento di cui
si tn tta. Ma debbo confessare che oggidì io gli assegno
minore importanza, e ciò per due motivi.

Primieramente, vi sono delle eccezioni, perchè esistono
dei sali che contengono dei metalli bivalenti, e cui una mo-
lecola cristallizza con mezza molecola o con un numero-
impari di mezze molecole di acqua, di maniera che, per
rappresentare l'acqua d'idratazione per molecole intiere^
bisogna prendere due molecole del sale anidro.

IN ABMONIA COLLE ANALOGIE CHIMICHE

icr

In secondo luogo, non bisogna dimenticare che la più
pìccola quantità di un cristallo altro non è se non la più
piccola quantità di un sale, cioè una molecola, e si com-
prende molto b3ne che per la formazione di un cristallo,
2 molecole di un sale ponno avere bisogno di unirsi ad una
molecola o ad un numero ìmpari di molecole di acqua.
Più oltre discuteremo la questione dell'acqua di cristalliz-
zazione.

Dalla precedente discussione risulta che le analogie chi-
miche, d'accordo colla legge dei calori specifici, colla legge
delle densità gasose, colla legge dell' isomorfismo, ci auto-
rizzano a raddoppiare i pesi atomici di un gran numero di
metalli. I composti di questi metalli ricevono in questo modo
delle formole particolari, analoghe a quelle che Berzelius
già aveva loro assegnate e che dilTeriscono da quelle che
noi attribuiamo oggidì ai corrispondenti composti dei me-
talli alcalini. Difatti, le combinazioni dei metalli i cui pesi
atomici furono raddoppiati e che noi chiamiamo bivalenti^
si collocano, per ciò che riguarda la loro molecolare com-
plessità, tra i composti corrispondenti dei metalli alcalini e
dell'argento, e quelli che formano i sesquiossldi.

Eccone degli esempì:

Ossidi.

K«0
Ag^O

Idrati.
K(OH)

Cloruri.

KCl
AgCl

Nitrati.

Az03K
Az03Ag

Solfati.

S0«K2
SO^AgJ^

daO

(?a(OH)«

CaCls

(Az03)?£a

S04Ca

^bO

:^'b(0H)2

PbGl«

(Az03)8pb

SO^I^'b

àb203

lSb(0H)8

lSÌ)CI3

(SO<)33b«

ÓÌ203

Ói(0H)3

^1G13

{Az03)3BÌ

(^04)^Bi«

Le formole dei sesquiossìdi e delle corrispondenti combi-
nazioni sono da tutti ammesse, ma alcuni chimici si rifiu»

m ARMONIA COLLE ANALOGIE CHIMICHE

10»

agli idrati di etllo e di etilene, e Fazione che Tacido iodi-
•drico esercita su quest'ultimi idrati, è rappresentata dalle
•seguenti equazioni:

C«HXOH) +

Idrato d'ctilo
(alcool).

HI =

C^H4(0I1)« + 2HI
Diidrato
di etilene (glicole).

C2HSI + H20

Ioduro di
etilo.

Cmm + 2H20
Ioduro
di etilene.

Chi dunque si cura di sdoppiare Tultima sotto il pretesto
•di renderla più sennplice ed esattamente paragonabile alla
.prima ?

Lo stesso Bsrthclot, che invocò questo argomento caduco,
non si risolverebbe a scrivere:

CH«(OH) + HI = CH'I + H20

Idrato Ioduro

di etilene. di etilene.

Tutti i chimici ammettono che i composti etilenici pren-
dono posto, in certo modo, tra i composti etilici e le com-
binazioni gliceriche, e che essi fanno parte di serie i cui
termini offrono una crescente complessità, come si osserva
pei composti minerali riuniti nello specchio precedente*
^Havvi là un ravvicinamento curioso ed un parallelismo
evidente tra gli ossidi, gli idrati, i cloruri ed i sali, minerali
•ed organici.

Ossidi.

(G2H5)«0
vOssido di etilo.

(C2H4)0
•Ossido di etilene.

Idrati.

Cs'hs.OH
Idrato di etilo.

G«IÌ'*(0H)«

Idrato di etilene
(glicole).

Cloruri.

C2H5CI

Cloruro di etilo.

C2H4.C12

Cloruro di etilene.

Acetati.

C2H5.C«H02
Aceuto di etilo.

C«n4(C2H30?)t
Acetato di etilene»

i70 SISTEMA A TTUALE DEI PESI ATOMICI

Ossidi. Idrati. Cloruri. Acetati.

C3&-.(OIJ)3 C3H5 C13 CMt>(C?H302)5

Idrato di glicerilo Cloniro di elicerilo Acetato di glicerina,

(glicerina). (trlcloridrina). (triacetina).

IV IV IV

C4IIfi(0II)* C4H6 CU C4H6(C«HSO?)*

Eritrite. Cloruro di eri trilo. Acetato di eritrilo.^

E, cosa (legna di essere notata, le reazioni che generano
tutti questi composti e che li trasformano, presentano del
pari una regolare gradazione, una complessità crescente..
Prendiamo, a mo* d'esempio, l'azione della potassa sui sali
minerali e sugli eteri summenzionati: essa metterà in azione
una, due o tre molecole di alcali, e darà origine a degli
idrati minerali ed organici esattamente paragonabili, per
ciò che riguarda il loro grado di idratazione. Cosi, coi ni-
trati metallici, la potassa darà luogo alle seguenti rea-
zioni :

Az03Ag + KOH = Az03K + AgOII[l]

{Az03)2Fb + 2K0H = 2Az03K + Pb(0n)2
(Aii03)3Bi -h 3K0H = 3Az03K -[- Bi(0H)3

La seconda reazione viene a collocarsi naturalmente tra-
la prima e la terza, che sono dì grado inferiore e superiore

In chimica organica, noi constatiamo una gradazione dello*
stesso genere. Quando la potassa reagisce sugli eteri, una,,
due o tre molecole di acqua interverranno, come nel caso»
precedente, secondo la natura più o meno complessa del-
l'etere.

[1] L'idroto d'argento non esistendo, quella equazione tiene il posto*
di quest'altra:

2Az03Ag + 2K0H = 2Az0«K + Ag>0 + HJQ

m ABMONIA COLLE ANALOGIE CHIMICHE

171

C?I1302.CSH5

Aceuto di etilo.

(C2H30?)2C2H4

Acetato di etilene
(glicole diacetico).

(C2H30'')3(C3H5)

Acetato di glicerilo
(glicerma triacetica).

+ KOH =

+ 2K0H =

-i- 3K0U =

C«H302 K

Acetato di potassio.

2(C3 11302 K)
Acetato di potassio.

3(C2II30?.K)
Acetato di potassio.

+ dn»(oii)

Alcool.

+ d21H(OII)2
Diidrato di
etilene
(glicole).

4- C3H5(OH)3

Triidrato di

glicerilo
(glicerina).

Come si vede, in questi idrati minerali ed organici il nu-
mero dei gruppi (OH), che segna il loro grado d'idratazione,
cresce regolarmente come cresce, nei cloruri corrispondenti,,
il numero d'atomi di cloro. Ed i cloruri e gli idrati del se-
condo grado sono gli intermediari necessari e naturali fra
quelli del primo e del terzo grado. Questi composti, nonché
le reazioni che li generano e li modificano, differiscono
quindi per la loro forma; è dessa una verità incontestabile.
La chimica sarebbe una scienza ben semplice, se questa
forma fosse la stessa per tutti i composti e se tutte le rea-
zioni fossero gittate, in qualche modo, nello stesso stampo.
Il sistema di pesi atomici generalmente adottato oggigiorno,
mostra che v' ha in queste forme di combinazione ed in
queste reazioni una gradazione regolare, e mette in chiaro
l'armonia che esiste tra le reazioni della chimica minerale
•e quelle della chimica organica. È un ultimo argomento che
noi aggiungiamo a tutti quelli che abbiamo fatto valere
ppecedenlemenle in favore di questo sistema di pesi atomici.

174 VOL UMI A TOMICI E MOLECOLARI

variano secondo lo stato fisico dei corpi, e non sì potreb-
bero paragonare tra loro le densità dei corpi liquidi e dei
corpi solidi, dei corpi amorfi e dei corpi cristallizzati, dei
corpi solidificati dopo la fusione e dei corpi battuti e forte-
mente incruditi dopo la sclidificazione. Per acquistare delle
nozioni paragonabili sui volumi atomici dei corpi semplici
e sui volumi molecolari dei corpi composti, è dunque ne-
cessario di determinare le densità in condizioni simili, cioè:
pei corpi liquidi, a distanze eguali dai loro punti di ebolli-
zione, come lo raccomanda Ermanno Kopp, pei corpi so-
lidi, per quanto è possibile, a distanze eguali dai loro punti
di fusione.

Quarò stato il risultato di questi lavori? e che di preciso
si sa sui volumi relativi che occupano gli atomi e le mo-
lecole? Lo richiameremo brevemente, limitandoci ad indi-
care i risultati generali e rinviando per i dati numerici e
per i particolari alle opere speciali.

I volumi atomici dei corpi semplici variano entro limiti
meno considerevoli delle densità, ma nullameno abbastanza
estesi. Mendéléeff ha dimostrato che le loro variazioni sono
una funzione periodica dei loro pesi atomici. Se si ordinano
gli elementi dietro la progressione dei loro pesi atomici, i
loro volumi atomici crescono e decrescono periodicamente.
Noi ci siamo lungamente estesi sopra questo punto: non
vi ritorneremo. Solo aggiungiamo che i valori numerici dei
volumi atomici dei corpi semplici, sono consegnati nella
tabella della pag. 147.

Da quello che si disse risulta, che deve esistere una re-
lazione tra i pesi atomici ed i volumi atomici. Si ignora la
precìsa natura di questa relazione.

Dumas fece notare che alcuni corpi semplici appartenenti

VOLUMI ATOMICI E MOLECOLARI

175

^lla stessa famiglia naturale, hanno sensibilmente gli slessi
volumi atomici. Cosi è pei seguenti corpi:

Volumi atomici.

— ■»

Volumi atomici.

i T

Volumi atomici»

Cloro 25,6
Bromo 26,9
Iodio 25,6

Solfo 15,7
Selenio 16,9

Fosforo 13,5
Arsenico 13,2

Tellurio £0,5

Anfimonio 1S,2
Bismuto 21,1 '

Si vede che il tellurio, rantimonio e il bismuto si piegano
difficilmente a questa regola: gli elementi seguenti vi si
sottraggono intieramente:

Volumi atomici.

Carbonio 3,6
Silicio 11,2
Zirconio 21,7

Litio 11,9
Sodio 27,3
Potassio 45,1
Rubidio 56,1

Calcio 25,4
Stronzio 31,9
Bario 36,5

Ciò che si sa di preciso sui volumi molecolari dei corpi
composti, si deve alle estese ricerche di E. Kopp, ricerche
•che ebbero principalmente per oggetto i volumi molecolari
dei corpi liquidi. I risultati di queste ricerche si possono
riassumere nelle proposizioni seguenti, che si applicano so-
pratutto ai liquidi di natura organica:

1.° Il volume molecolare di una combinazione è espresso
•dalla somma dei volumi atomici che occupano gli elementi.

2.® Nei composti che posseggono una composizione ato-
mica simile, lo stesso elemento possiede sempre lo slesso
volume atomico. Dsterminato quest'ultimo per ogni corpo

'* VOLUMI A TOmCl E MOLECOLABI

^^>inplice, ne risulta che si può calcolare il Tidame mole^
^/-are di un corpo composto di cui si conosca la composi-
2X0^^ atomica.

3. Nelle combinazioni che posseggono una slraUurfr
aloi^^^^ ««versa. Io stesso elemento può occupare due di-
versi ^^'"«11. Cosi, per parlare il linguaggio della teoria
dei iiP^* * ossigeno occupa un volume atomico diverso, se-
condo ^ ® ^^so é contenuto in un radicale od è posto fuori
di quC^^o radicale, allo stato di ossigeno tipico. L*azoto-
possied^ ^^ volume atomico diverso, secondo che esso è
contenuto m un composto derivato dal tipo ammoniaca, od
é combinato col carbonio, nel cianogeno, od unito coli' os-
sigeno, nel vapore nitroso.

E. Kopp riusci a determinare i valori atomici del carbo-
nio, dcir idrogeno, dell'ossigeno, dell'azoto, ecc., medianto
considerazioni ingegnose di cui diremo brevemente.

\P Paragonando i volumi molecolari dei composti or-
ganici, che non differiscono tra loro se non per n GH*, Kopp
riconobbe che, per ogni accrescimento di CH* il volume
della molecola cresce in media di 22. Si può conchiudere
che questo numero esprime il volume di 1 atomo di car-
bonio e di 2 atomi di idrogeno, cioè il volume di GH«.

2P Due composti organici, cui uno differisca dall'altro'
per n G in più, e per n H^ in meno, posseggono lo stesso
volume molecolare. Si può conchiudere che G occupa Io-
stesso volume in questi composti che H^, e siccome il
volume molecolare di GH^ ó eguale a 22, ne risulta che il
volume atomico di G ó eguale a 11, e quello di H è eguale-
a *V2 = 5,5.

3."* Il volume molecolare dell' acqua alla temperatura
della ebollizione, ò eguale a 18,8 (invece di 18). Se si sot-

LAVORI DI ERMANNO KOPP

177

trae 11, volume di H«, resta 7,8 pel volume atomico del-
Tossigeno. Secondo E. Kopp, l'ossigeno occupa questo vo-
lume nelle combinazioni organiche soltanto quando esso è
contenuto in un residuo tipico, come si diceva allora, cioè
quand'esso è legalo con due diversi atomi che unisce tra
loro, come unisce i due atomi d'idrogeno dell'acqua. Essa
occupa un diverso volume quand'è contenuto in un radi-
cale, cioè combinalo per le sue due unità di saturazione
collo stesso atomo di carbonio, come nell'aldeide e nell'ace-
tone [1].

L'aldeide, contenendo C'H^O, cioè 2 CH* + O, si può tro-
vare il volume che vi occupa l'ossigeno, sottraendo dal vo-
lume molecolare dell'aldeide (56, a 56, 9) quello di 2 CH^ = 44»
In questo modo si trova pel volume atomico dell'ossigeno
contenuto in un radicale organico, il numero 12,0 a 12,9.
E. Kopp adotta il valore medio di 12,2.

[1] La tabella seguente racchiude dei composti ossigenati dell'una
e dell'altra specie e farà comprendere la distinzione di cui si tratta.

COMBINAZIONI CHE CONTENGONO DELL OSSIGENO TIPICO.

Acqua.

Idrato
di metile.

Ossido
di metile.

Forinole
tipiche.

Forinole di
costituzione.

H) CH3) GU3I

I O 5 [ O

H) hS CH3)

CH3 CH3

I I

H-O-H O O

I i

H CH3

Idrato
di etile.

C2H5
H

CH8-CH3

I
O

I
II

Ossido
di etile.

C2H5

C2H5
CH2-CH3

I
co

COMBINAZIONI CHE CONTENGONO DELL OSSIGENO NEL RADICALE.

Forinole tipiche.

Forinole di costituzione

Aldeide.
C2H30

CH3

I
CHO

Acetone.
C2H30

CH3
CH3

I
co

I
CH3

Ossido

di etilene^

C2H40

CH2

I
CH2

La teoria atomica.

VOL UMl MOLECOLA RI DEI SALI 179

^ella serie magnesiaca SO^M^ + TH^O, pei solfati doppi
della serie magnesiaca SO* M", SO* R« + 6 H« O, e per gli
allumi. Quanto al calcolo del volume molecolare dei com-
posti solidi mediante i volumi atomici degli elementi, non
«embra possibile* stabilirlo dietro i principi che furono espo-
"Sti pei corpi liquidi. Qui, i dati del problema sono diversi.
E per provarlo, basterà richiamare, terminando, le rela-
zioni segnalate da Playfair e Joule Ira il volume moleco-
lare di certi sali cristalli^szati quello dell'acqua che conten-
dono. Si potrebbe presumere che il vokime molecolare del
«ale cristallizzato è eguale alla somma dei volumi del sale
anidro e dell'acqua. Non è cosi. In certi sali ricchi in acqua
di cristallizzazione, come gli arseniati ed i fosfati, che ne
racchiudono 12 molecole, e nei cristalli di soda che ne con-
tengono 10, il volume di quest'acqua (supposta solida) è
eguale al volume della molecola di sale cristallizzato, per
modo che le molecole del sale anidro sembrano interposte
tra le molecole d'acqua, senza che il volume di questa sia
cresciuto.

DEFINIZIONE E SVILUPPO STORICO 183

per la sostituzione del radicale SO^ a due atomi d'idrogeno.
La formola dell'acido solforico diventava quindi:

S02 ) ^^

H2 )

ed il radicale solforilo SO^ vi tiene il posto di due atomi
d'idrogeno. Williamson ha ciò espresso in due linee, ma
quanto è stata feconda in risultati questa idea cosi sempli-
cemente enunciata, Odling ha dapprima indicato con una
notazione ingegnosa e che si è conservata nella scienza,,
questa differenza nella capacità di sostituzione dei due ra-
dicali aceiilo e solforilo, affettando con un diverso indice le
loro formole.

II ) H2 )

Acido acetico. Acido solforico.

Il pensiero che il valore di sostituzione del solforilo è
doppio di quello delFacetilo, è chiaramente espresso in que-
sta notazione. Vi si trova in germe la teoria moderna dei
radicali, che ricevette alcuni anni dopo cosi importanti
sviluppi, sostituendosi agli antichi concetti di Lavoisier,
Berzelius e Liebig. Oggigiorno questa teorica è accettata,
non che la notazione che la richiama e la rappresenta [1],
ma essa è subordinata ad una teorica più generale di cui
sembra una conseguenza. È quello che ci rimane da dimo-
strare.

In una nota sulla teoria delle combinazioni glicerlche [2],.

[1] Le formole C2H30. OH e S02(0H)2 giornalmente adoperate, noix
sono che una variante delle formole di Williamson.
[2J Ann. de Chimie et de Phys. 8* sèrie. T. LXIII, pag. 492.

DEFINIZIONE E SVILUPPO STORICO ISr

luìto a tre atomi d'idrogeno, mentre il potassio non rim-
piazza che un solo atomo d* idrogeno nella potassa cau-
stica.

"
H)

Acqua.

Potassa.

"M03
H3 )

^M03
H3 ) "

3 molecole d'acqua.

Idrato ferrico.

Nella sua memoria sui radicali [1], Fautore diede una for-
mola dello stesso^, genere air acido fosforoso, ch'egli rap-

Ph \

presentava come irg | O^.

[1] Ann, de Chim. et de Pliys. (3). T. XLVI, p. 307. L'autore ha emessa'
altresì l'ipotesi che il fosforo prendeva in qualche modo il posto di
tre molecole d'acqua, come se un atomo di fosforo Ph fosse formato
di tre sotto-atomi, ph3 = Ph, cui ciascuno rimpiazzerebbe un atomo di
idrogeno in una molecola d' acqua, trovandosi i residui delle tre mo-
lecole d'acqua, cui ciascuna avrebbe perduto un atomo d'idrogeno, in.
questo modo saldati dal fosforo tribasico.

ili"

Si»

21° (Sì»

3 molecole d'acqua. Acido fosforoso.

L' idea che l'atomo di fosforo triatomico è formato dalla riunione dP
tre sotto-atomi, servi di tema a diversi particolari. Essa venne abban-
donata dall'autore per la ragione che nel percloruro di fosforo e nel-
l'acido fosforico bisognerebbe tagliare l'atomo di fosforo ;in 5 sotto-
atomi. L' idea tipica servi di base a questo concetto, ma si vede chia-
ramente come essa condusse ad attribuire agli elementi dei valori di
sostituzione o di combinazione differenti ed a mostrare per conse-
guenza che i loro atomi non sono equivalenti tra loro.

188 NOZIONE DELL* A TOMICITÀ

L'azoto è stalo rappresentato come un elemento tribasico
derivato dal tipo idrogeno tre volte condensato.

H3 1 H3 1 Az** \

H3 J Az*^ ) Az'" )

Idrogeno. Ammoaiaca. Azoto.

L'ossigeno e Io solfo, il cui carattere «bibasico» era
stato rilevato da Kekulé, erano considerati come derivati
da un tipo idrogeno due volte condensato.

H2 1 H2 1 0" \

m ] 0" ) 0" j

Idrogeno. Acqua. Ossigeno libero.

Il Cipro, al contrario, e gli elementi analoghi, erano rap-
portati, dietro Gerhardt, al tipo idrogeno.

H 1 cr ì

cr ì cr )

H )

Acido cloridrico. Cloro libero.

Cosi i diversi elementi passati in rassegna erano consi-
derali come differenti gli uni dagli altri per il loro valore
di sostituzione, potendo il fosforo e Tazoto sostituirsi a tre
atomi d'idrogeno o combinarvisi ; l'ossigeno e lo solfo, po-
tendo sostituirsi a due atomi d'idrogeno o combinarvisi,
mentre il cloro non si unisce che con un solo atomo d'idro-
geno e non ne può rimpiazzare che uno solo.

II.

L'idea che l'acido cloridrico derivi da due volumi d'i-
drogeno per la sostituzione di un volume di cloro a un
volume d'idrogeno, oppure che derivi da due volumi di
cloro per la sostituzione di un volume d'idrogeno ad un

iOO NOZIONE DELLA TOMJCITA

-viao in due o mezz'atomo, avrebbe data alla sua proposizioiis
una fórma definitiva, che le seguenti formaHe esgtieaaao
•chiaramente :

HI , Cll _ HI HI

H I "^ CI } "" CI I ^ a ♦

a voi. 2 voL X voL 2 voL

O molecola) (1 molecola) (i molecola) (i molecoia)
d' idrogeno. dì doro. di acido dondrico.

la Ogni caso si vede che nel concetto di Duma? la di-
lati nzione cosi importante tra due specie di oltime particelle»
gli atomi ed i mezzi atomi (ciò che noi oggidì chiamianiQ
molecole ed atomi), riappare nella scienza, in on'epoca in
<^ui le idee di Avogadro ed Ampère erano cadute in dimen-
ticanza. U idrogeno ed il cloro libero sono formati di due
«tomi combinati fra loro, Uultima frase é importante ed è
stata aggiunta da Gerhardt, che espresse lo stesso pensiero
dicendo: il cloro libero è del cloruro di cloro; Fidrogeoo
libero è dell'idruro d'idrogeno. Ecco una nuova idea che
f^i fa strada nella scienza. Rappresentare' la molecola dei
^as diatomici come formata di due atomi combinati ira
loro, era ammettere che questi atomi esercitano Tuno sul-
l'altro una affinità analoga a quella che unisce gli atomi
^lissimìlì nei composti; era considerare la molecola d* idro-
geno come una combinazione dello stesso ordine della mo*
lecola d'acido cloridrico; valeva il rappresentare la combi-
nazione diretta del cloro coli* idrogeno come una doppia
«decomposizione; era ripigliare, in una parola, dando loro
però una forma più semplice, il tema di Avogadro ed Am-
père ed il bel concetto di Dumas.

Cosi, l'idrogeno, il cloro, l'ossigeno e l'azoto sono for-
mati, allo stato libero, di due atomi combinati fra loro. Un

194 NOZIONE BELVA TOMICITA

si scindono in due atomi. E se la decomposizione del clo-
ruro di azoto svolge calore, ciò prova semplicemente che
la ricostituzione di queste molecole formate di due atomi
simili, sviluppa maggior copia di calore che non ne assorbe
la separazione degli atomi nel cloruro di azoto. Tutto ciò
milita in favore dell'idea moderna, che le molecole di alcuni
corpi semplici sono formate di più atomi che esercitano
una certa attrazione Tuno suir altro oppure che esauri-
scono l'uno sull'altro, in tutta od in parte, le affinità di cui
sono dolati.

III.

Un passo importante è stato fatto in questa direzione da
Kekulé. Considerando le combinazioni più semplici del car-
bonio, questo chimico eminente riconobbe dapprima che
<luesto elemento doveva considerarsi come quadrivalente.
Nelle sue combinazioni sature, un solo atomo di carbonio
non è desso unito con 4 atomi d'idrogeno nel gas delle
paludi, con 4 atomi di cloro nel cloruro di carbonio, con 3
atomi d'idrogeno e con 1 atomo di cloro nel cloruro di
metilo, con 3 atomi di cloro e con 1 atomo d'idrogeno nel
cloroformio; non è desso unito nell'acido carbonico con
2 atomi di ossigeno che valgono 4 d'idrogeno, e nel solfuro
di carbonio con 2 atomi di solfo che valgono parimenti 4
atomi d'idrogeno? L'elenco dei composti di cui è parola, è
lontano dall'essere completo; ma la dimostrazione è troppo
nota perchè sia necessario l'insistere. Il carbonio è dunque
un elemento quadrivalente o tetratomico come allora si
diceva: ciò significa che la sua capacità di combinazione
per l'idrogeno è quattro, mentre quella dell'azoto é tre»

DEFINIZIONE E SVIL UPPO STORICO 195

•quella deirossigeno è due, quella del cloro uno. Lo spec-
chietto seguente mostra il valore crescente della capacità
•di combinazione di questi 4 elementi:

CI H acido cloridrico.
ò W acqua.
Àzll^ ammoniaca.

C H^ gas delle paludi.

E la loro capacità di combinazione è eguale al loro va-
lore di sostituzione, perchè se 1 atomo di carbonio si com-
bina per saturarsi d'idrogeno, con 4 atomi di questo gas,
esso può sostituirsi altresì a 4 atomi d'idrogeno, e noi pos-
siamo riguardare la guanidìna, per esempio, come derivata
da 3 molecole di ammoniaca per la sostituzione di 1 atomo
<li carbonio a 4 atomi d'idrogeno.

Az3H9 Az3 j ^^,

( Ilo

3 mol. d'ammoniaca. Guanidina.

È cosi ancora per gli atomi d'azoto, di ossigeno, di cloro :
^ssi possono sostituirsi reciprocamente a 3, a 2, a 1 atomo
d'idrogeno, come nei seguenti composti:

(C6II5)H3AzCl
Cloridrato d'anilina.

IC6H5)AzAzCI
Cloruro di diazobenzolo

C2H5.0H

Alcool.

C2H35.0H

Acido acetico.

C2H50.0H

Acido acetico.

C2H2dl.OH

Acido monodoracetico.

Cosi, la capacità di combinazione degli elementi deter-
mina il loro valore di sostituzione: queste due nozioni sono
•correlative e vengono espresse colla parola e atomicità. »

1» NOZIONE BELVA TOMICITÀ

accompagnato da 3 atomi d'idrogeno. TaFé il signifìcato.
della formola

H H

I I

H3C-CH3 = H-C-C-H

I i
H H

nella quale questo scambio di unità di saturazione è indi-
cato dalle lineette che separano le lettere [1],

Lo stesso ragionamento mostrerà che 3 atomi di carbo-
nio non potranno unirsi con più di 8 atomi d'idrogeno, pcr-
formare un composto saturo. Prendiamo, infatti, una mo-
lecola di etano C^H^, che è satura, ed una molecola di gas
delle paludi CH*; perché il carbonio dell'una possa unirsi al
carbonio dell'altra, bisogna che togliamo ad ognuna di esso
un atomo d'idrogeno. In conseguenza di questa sottraziono
di due atomi d'idrogeno quest'ultimi non saranno che otto ed
uno degli atomi di carbonio dell'etano, cosi spogliato, potrà,
unirsi coll'atomo d'idrogeno, del metano privato esso stesso
di un atomo d'idrogeno. I tre atomi di carbonio del nuovo
idrocarburo, propano, formeranno in questa maniera una
catena, solidamente riuniti dalle affinità stesse che saranno-
state tolte a ciascuno di essi. Le formole seguenti mostrano-
la generazione e l'aggruppamento atomico del propano.

H H H . H H H

I II III

H-C-H + H-C-C-II — H3 = H-C-G-C-H

I II III

H H H H H H

Metano. Etano. Propano.

[1] Questa notazione oggidì generalmente in uso, è stata adotta tei»
la prima volta nelle lezioni eh' io feci al Collegio di Francia durante-
Testate del 1863, e che furono prima pubblicate nel Moniteur Scienti^
Jlque del Dott. Quesneville, e più tardi sotto il titolo di Legons de phi-
losophie chimique, Hachelte 1861. A questo proposito io rinvio il le tu-
tore alle pagine 140, l«, 145, 158 e 182 di quest' opera.

J08 NOZIONE BELVA TOMICITÀ

dell'acqua ossigenata. Cosi è dei perossidi di bario e dr
stronzio, che si possono rappresentare colle formole

/O yO

^O ^O

Le considerazioni che abbiamo fatto valere per Fossigeno
bivalente, si applicano all'azoto trivalente. Nell'azoto li-
bero noi possiamo considerare i due atomi della molecola:
come scambianti le unità di saturazione od atomicità di
cui sono provveduti, e questo scambio dà luogo ad una-
solida unione che pochi elementi hanno il potere di distur-
bare, intervenendo direttamente. È noto come Tazoto libero
non si unisce direttamente che con un piccolissimo numero
di corpi.

Questa coppia di atomi d'azoto Az = Az rappresenta, dal
punto di vista calorifico, un sistema più stabile (avendo-
dato luogo allo sviluppo di una maggiore quantità di ca-
lore) che non un composto formato, per esempio, da un-
atomo di azoto e da tre atomi di cloro. Ma questi due atomi
di azoto AzeAz, che scambiano tre unità di saturazione, ne*
possono scambiare due od una sola, ed allora, come nel
precedente caso, la molecola di azoto può servire di punto
d'appoggio ad altri elementi nelle combinazioni complesse
Eccone degli esempi. Li prendo in quelle rimarchevoli com-
binazioni organiche, conosciute sotto il nome di composti''
azoici e diazoicL

Az C6H5-AZ C«H5-Az C«H5-Az^ C«H5-AzI»

•Il II II I/O I

Az Cl-Az C«H5-Az C6H5-.Az/ CeH5-Azm

Azoto libero. Cloruro Azobenzide. Azossibenzide. Idrazobenzidc

diazobenzolo.

DEFINIZIONE E SVILUPPO STORICO 203^

Qui si vede chiaramenle come la coppia non satura dei
due atomi di azoto può servire di punto d'appoggio ad altri
atomi o di punto di attacco alle loro affinità, se si potesse
usare questa espressione figurata. Si vede altresì che norv
sono soltanto gli elementi come il cloro, Tidrogeno, l'ossi-
geno che possono fissarsi, nel modo anzidetto, sopra degn-
atomi di azoto (o sopra d'altri), i quali non sono più sa-
turati nelle loro affinità o non hanno esaurita la loro capa-
cità di combinazione. Dei gruppi, che come il fonilo C^ H^
figurano nelle precedenti formole, dividono questa proprietà,
degli elementi. Il fenilo può godere l'ufficio e prendere il»
posto di un certo atomo d'idrogeno, mancandogli un atomo-
d'idrogeno per diventare benzina. Sopra questo argomento-
ci ritorneremo.

Fin qui mostrammo l'origine, lo sviluppo e le conseguenze -
della idea moderna che, gli atomi dei corpi semplici pos-
sono esaurire sopra di so medesimi una parte o tutta la'
loro capacità di combinazione, di cui sono forniti; ora dob-
biamo comprendere il valore di questa parola. Noi riscon-
trammo questa proprietà in un grado elevato negli atomt
di carbonio, l'abbiamo ritrovata negli atomi di idrogeno, in
queUi di ossigeno e di azoto, cioè negli elementi ordinari
dei composti organici. Ma altri corpi semplici ne sono do-
tati, e noi la riscontreremo nel silicio, nei metalli; ciò chi
adesso dimostreremo.

Tra gli elementi quadrivalenti analoghi al carbonio, si
possono contare il silicio ed il titanio. Infatti, si conoscono
dei tetracloruri di silicio (Si CI*) e di titanio (Ti CH). Friedeir
riesci a preparare un sesquiioduro ed un sesquicloruro di
silicio, l'analogo, quest'ultimo, del sesquicloruro di carbonio-
C^ Cl^, che presenta la costituzione dell'etano (pag. 198). U

•503 NOZIONE DELL' A TOMICITÀ

V iridio ed il rodio formano dei Irìcloruri e dei sesquios-
sidi bene caratterizzati, e che sembrano rientrare nella serie
precedente. Ma essi formano ancora dei bicloruri o piut-
tosto dei tetracloruri nei quali si può ammettere l'esistenza
delle coppie (Ir-Ir) e (Rh-Rh), formati dall'unione di due
•atomi di iridio o di due atomi di rodio, i quali, avendo
•scambiata una unità di saturazione, non sono più in pos-
sesso che di quattro atomicità.

flr-Ir] CN (Rh-Rhl CU

Bicloruro d'iridio. Bicloruro di rodio.

Finalmente, ultimo esempio di unioni che possono formare
trli atomi di un solo e stesso metallo, collo scambio par-
-ziale delle loro atomicità od unità di saturazione, si può
ammettere che le combinazioni ramose e le combinazioni
mercurose contengono, le prime, due atomi di rame, le se-
-conde due atomi di mercurio uniti fra loro. I cloruri e gli
ossidi ramoso e mei^curoso prendono dunque le formolo
seguenti:

> " 'L -«'

IGU-Gu] C12 [Hg-Hgl C12

Cloruro ramoso. Cloruro mercuroso.

.11 U il li ■ Il II

IGu-Gui (Hg-Hgl O

Ossido ramoso. Ossido mercuroso.

A pagina 106 abbiamo sufficientemente giustificata la for-
mola che qui si attribuisce al cloruro mercuroso, e conse-
:guentemente sembra che sia permesso d'attribuire un'ana-
loga composizione al cloruro ramoso; tuttavia havvi una
riserva da fare a questo proposito.

CAPITOLO II.

L* AFFINITÀ E L'ATOMICItA, DUE DISTINTE PROPRIETÀ DEGLI ATOMI.

Nelle pagine precedenti abbiamo definito Tatomicità con-
siderandola come la capacità di saturazione degli atomi o
come la loro valenza nelle combinazioni. È dunque una
proprietà degli atomi inerente alla loro natura. Possiamo
-chiederci in che differisce dairafììnità.

L'afifìnità è la forza di combinazione, l'energia chimica.
Essa determina T intensità e la direzione delle reazioni chi-
miche, ed è misurata dagli effetti termici che queste rea-
zioni producono. Essa varia essenzialmente da un atomo
alFaltro. Combinandosi cogli atomi d'idrogeno, gli atomi di
cloro, di bromo e di iodio svolgono quantità di calore diver-
•slssime: la loro affinità per l'idrogeno è del pari assai diversa
ed è in rapporto colle quantità di calore svolte. Ma se noi
consideriamo le combinazioni degli stessi elementi coll'os-
sigeno, l'ordine delle affinità si troverà rovesciato. È il cloro
<ìhe è dotato delle più deboli affinità per questo corpo; i
-composti di cloro e di ossigeno sono molto instabili, alcuni
<letonanti, cioè formati con assorbimento di calore. L' affi-

NOZIONE BELVA TOMICJTÀ 209

geno, dell'azoto e del carbonio hanno una forma diversa
(pag. 195) e gli atomi di carbonio sono cosi fatti, ch'essi
possono attrarre quattro atomi d' idrogeno, mentre gli atomi
di azoto non ne possono annettere che tre, ecc. E bisogna
notare che la forza colla quale gli atomi d'idrogeno sono
attratti da questi diversi corpi semplici è indipendente dal
numero di atomi che è fissato in ogni caso. Non è forse
noto che se il cloro si unisce all'idrogeno con una estrema
energia, l'ossigeno vi si combina con forza minore, il car-
bonio diffìcilmente e soltanto quand'è sollecitato dalle più
potenti influenze, infine che l'azoto non vi si unisce diret-
tamente ?

Ecco dunque due nozioni essenzialmente diverse e sulle
quali la scienza si fonda: Vajffiniià, Vatomicità.

II.

l'atomicità, proprietà relativa degli atomi.

Proseguiamo questo parallelo. L'atomicità o capacità dì
saturazione è dessa qualche cosa di immutabile e fìsso per
ciascuna specie di atomo, qualunque siano le combinazioni
in cui essi entrano ? Niente affatto. Bisogna considerare che
l'azione degli atomi è reciproca, e che in un composto for-
mato di due atomi eterogenei, le proprietà dell' uno sono
influenzate da quelle dell'altro, dovendo entrambi, in qualche
modo, accomodarsi insieme. L'atomicità è dunque una pro-
prietà relativa degli atomi come la stessa affinità. E riesce
facile il provarlo. L'azoto, il fosforo, l'arsenico e l'antimonio
si combinano soltanto con tre atomi di idrogeno; gli ultimi
tre elementi si combinano altresì con tre atomi di cloro;
La teoria atomica^ 14

210 V ATOMICITÀ

ma mentre il fosforo e rantimonio si possono unire con cin-
que atomi di cloro per formare dei pentacloruri, Tarsenico
non può unirsi che con tre atomi di questo elemento. Nella
capacità di saturazione di questi corpi semplici per T idro-
geno ed il cloro vi sono dunque delle differenze essenziali.
Le combinazioni idrogenate offrono una forma particolare
ed appartengono ad un certo tipo, lo stesso per tutte; i
composti clorati non vi corrispondono esattamente, potendo
il fosforo e Tantimonio, non l'arsenico, formare col cloro
dei cloruri appartenenti ad un tipo particolare.

Consideriamo ora alcune altre combinazioni che forma
lo slesso gruppo di corpi. Per nessuno di essi si conosce
una combinazione idrogenata od una combinazione etilata
o metilata appartenente al tipo RX^. Ma quesf azoto, che
non può fissare nò cinque atomi d'idrogeno, né cinque
gruppi etilici, è unito nel sale ammoniaco con quattro atomi
d'idrogeno ed uno di cloro, nell'ioduro di tetretilammonio
con quattro gruppi etilici e con un atomo di iodio.

Azn3 +^ nei = AzH4Cl
AzEt3 + Etcì = AzEt^I

Pel fosforo, per l'arsenico e per l'antimonio, abbiamo i
composti:

PhEMI

As Me4 CI

SbEMI

As Me3 C12

AsMe2Cl3

AsMe CH

che appartengono al tipo RX^

Le combinazioni metilate dell'arsenico sono, sotto il punto
di vista che c'intrattiene, degne di attenzione. L' arsanico
non può unirsi nò con cinque atomi di cloro, ni con cinque

PROPRIETÀ RELA TI VA DEGL I A TOMI 211

gruppi mstilicì. Ma si conoscono dei composti ben definiti che
contengono, per un atomo d'arsenico, quattro gruppi metilici
ed un atomo di cloro o quattro atomi di cloro ed un gruppo
metilico, tanto egli è vero che la capacità di combinazione
•deirarsenico, che è la stessa pel cloro e per il metilo, varia,
-si sviluppa in qualche modo, quando il cloro ed il metilo si pre-
•sentano entrambi per entrare in combinazione coll'arsenico.
Le combinazioni ossigenate dei corpi semplici di cui si
parla, appartengono generalmente ai tipi RX^ e RX^. Ma^
anche qui si notano delle particolarità degne di attenzione.
L'azoto è bivalente nel biossido d'azoto A.z O [1]: cosi que-
-sto composto non è saturo. È quadrivalente neirAzO^: per
•cui quest'ultimo tende ad unirsi con sé stesso, a bassa tém-

V V

peratura in modo da formare il corpo O^ Az— Az O^.
L'arsenico forma collo solfo un composto AsS^ o As2S*=

V V

S^As— AsS2 il cui analogo non è conosciuto nella serie os-
•sìgenata.

Gonchiudiamo quindi, perciò che riguarda Tazoto ed i
•suoi congeneri, che non v'ha nulla di assoluto nella capa-
cità di saturazione degli atomi, perchè constatiamo che
quest'ultima varia secondo la natura degli elementi o dei
gruppi che sono uniti ai corpi semplici di cui si tratta.

Consideriamo un'altra famiglia, quella del cloro. Questo
corpo ed i suoi congeneri si comportano coU'idrogeno, Te-
ntilo, i metalli, come elementi univalenti.

CIH

Acido cloridrico.

ClÉt

Cloruro di etilo.

CIK

Cloruro di potassio.

r]'>oi

C! '.M- " ^-'-^mbo.

Gissi)

Qoruro di antimonio, ecc.

il] Oppure

— AzO.

PliOPRIETÀ BELA TIVA DEGLI A TOMI 213

Tacìdo perclorico noi paragoneremo Tacìdo permanganico
Mn03(0H) nel quale il manganese è settevalente: esso è
bivalente nel bicloruro MnCl^, probabilmente quadrivalente
nel perossido MnO^, ecc.

L'iodio, che appartiene alla famiglia di cui è parola, offre
una particolarità degna a notarsi : esso forma col cloro un
protocloruro CU nel quale sembra godere Tufficio di ele-
mento univalente, come nell'ioduro di potassio, composto
saturo. Nel protocloruro, Tiodio non è punto saturo, perchè
può fissare due nuovi atomi di cloro per formare un tri-
cloruro. E questo tricloruro di iodio è pure una combina-
zione atomica, perchè i tre atomi di cloro possono essere
sostituiti da tre gruppi ossaceiìlo (Schùtzenberger).

Abbiamo quindi i seguenti composti:

/ Mi éii

ICl 1C13 I{C2H30?)3

Protocloruro di iodio. Tricloruro di iodio. Triacetato di^iodio.

NelFacido iodico 10^ (OH)' Tiodio è penta valente : è sette-
ralente neir acido periodico lO^ (OH)'. Quest' ultimo acido
.forma degli idrati assai rimarchevoli ai quali corrispon-
dono anche dei sali definiti [1]. Questi idrati sono:

lO^H +

H20

VII

= I02{OH)3

lom +

2H20

= I0(0H)5

Il carattere poliatomico dell'iodio è assai più pronunciato
di quello del cloro, ed è cosa degna di considerazione che
riodio possa fissare nei diversi idrati dell'acido periodico,
uno, tre o cinque gruppi ossidrili, per formare delle com-
i)inazioni relativamente stabili.

£1] n periodato di sodio ordinario è IO» ^(ONa)» + "•^-

214 V ATOMICITÀ

Passiamo ad un'altra famìglia, quella dell'ossigeno,, che-
è un elemento bivalente. Commesso, lo solfo, il selenio, il'
tellurio sono bivalenti nelle loro combinazioni idrogenate..
Essi sono quadrivalenti negli acidi anidri SO^, SeO^, TeO^-
e nei cloruri SeGl4,TeGH; esavalenli nelle anidridi SO^,
Se03,Te03 e negli acidi solforico SO^ (0H)2, selenico SeO^
(0H)2, tellurico Te O^ (0H)2. L'ossigeno, che appartiene alla»
stessa famiglia, è uno degli elementi bivalenti meglio ca-
ratterizzati. Può esso, come i suoi congeneri, funzionare, in-
alcuni casi, da elemento quadrivalente? Ciò non è impos-
sibile, ed in appoggio di questa supposizione si potrebbe
invocare un fatto importante scoperto da Friedel. L'ossido*
di metile (CH3)2 q gj unisce coll'acido cloridrico HCl, seb-
bene si possano riguardare entrambi come saturi. E la
combinazione è abbastanza stabile per non dissociarsi com-
pletamente alla temperatura dell'eboltizione. Se la molecola
(GH3)2 O, HGl può esistere allo stato di vapore, l'ipotesi del-
l'ossigeno quadrivalente renderebbe conto di questo fatto:-
il cloro e l'idrogeno potrebbero essere attratti nello stesso^
tempo che i gruppi metilici (Friedel).

Lo sviluppo di atomicità supplementari nell'ossìgeno,,
spiegherebbe, come fece notare recentemente Friedel, la-
formazione di certe combinazioni dette molecolari, segnata-
mente della fissazione dell'acqua di cristallizzazione, per-
un grande numero di molecole anidre. Ma quest'argomento-
si riannette ad una questione generale che sarà trattata
più innanzi.

Una considerazione che non è priva d'interesse, può tro-
vare qui il suo posto. L'ossigeno è bivalente; lo solfo, ìV
selenio, il tellurio, mostrano, in una moltitudine di compo-
sti, delle atomicità superiori. Parimenti, in un'altra fami-

PROPRIETÀ RELATIVA DEGLI ATOMI 215

glia, il cloro è univalente, almeno nelle sue combinazioni
coiridrogeno ed i metalli; l'iodio può manifestare delle ato-
micità superiori. Non sembra che questa tendenza a svi-
luppare delle atomicità d'ordine più elevato, sia in rapporto
coiraccrescimento dei pesi atomici: in una sola e mede-
sima famiglia, gli elementi più pesanti sembrano più atti
degli altri a formare combinazioni d'ordine più elevato, cioè
a manifestare delle atomicità superiori.

Il cromo non è senza analogia collo solfo; Mendéléeff lo
classifica, col molibdeno ed il tungsteno, nel gruppo del-
l'ossigeno e dello solfo. In questo metallo il carattere esa-
valente è ancora più pronunciato che non nello solfo; lo
diventa maggiormente nel molibdeno e nel tungsteno i cui
pesi atomici sono più elevati e pei quali si conoscono de-
gli esacloruri. Ma i composti clorati del tungsteno offrono
un esempio saliente della variazione dell'atomicità in un
solo e stesso elemento. Tacendo del dicloruro di tungsteno,
si conoscono tre altri cloruri bene definiti, cioè:

\VC13

nei quali il tungsteno entra evidentemente con una valenza
o valore di combinazione che differisce come i nume-
ri 4, 5, 6.

Consideriamo ancora alcuni altri metalli dal punto di vi-
sta che ci intrattiene, cioè dell'atomicità variabile e della
sua tendenza ad aumentare di valore coir accrescimento
del peso atomico.

Il ferro è bivalente nel bicloruro, quadri valente nel bi-
solfuro FeS» e nell'esacloruro (Fé— Fe)^JGl« (Friedel), ma

21fi L'ATOMICITÀ

si sa che il biossido corrispondente al bisolfuro ed il tetra-
cloruro non sono noti, nuova prova che Talomicità è fun-
zione della natura di due elementi che si combinano.

Il rutenio [1] forma un tetracloruro ben definito, ma Te-
sacloruro di rutenio non è conosciuto. Una tale combina-
zione esiste, invece, coll'osmio, l'analogo del rutenio ed il
cui peso atomico ò più elevato. Soggiungiamo che nell'a-
cido perrulenico e' nell'acido osmico, che è cosi stabile, il
rutenio e l'osmio fanno funzione di elementi ottovalenti.

Noi possiamo egualmente paragonare il rodio all'iridio,
il palladio al platino; poi i metalli alcalini all'argento, al-
l'oro ed al tallio. Limitiamoci a quest'ultimo confronto [2].
I metalli alcalini e l' argento sono univalenti. L' oro, il cui
poso atomico è più elevato di quello dell'argento, forma
non solo un protocloruro, ma ancora un tricloruro assai
caratterizzato. Lo stesso si può dire del tallio paragonato
al cesio ed al rubidio. Per lutti questi metalli, le atomicità
<l'orilino superiore si sviluppano coU'accrescimento del peso
atomico.

llj II ferro, il rulenio o r osmio formano una serie nella tabella di
Monil('«lóofr (i»aKÌna 117).

[ìi] Il Krupp'» tlcl metalli alcalini propriamente detti, comprende i se-
guenti Hìolalli:

Li, Na, K, Rb, Cs.

Si può «pKlunfforvI un sotto-gruppo clie comprenda l'argento, il rame,
Toro ed 11 tallio. Il ramo sembra qui fuori di posto; tuttavia alcune
ragioni militano in favore del ravvicinamento di questo metallo col-
r argento, e fra queste r isomorfismo del Cu?S e dell' Ag2S (pag. 130
tì 131). Quanto al tallio, è evidentemente permesso di ravvicinarlo ai
motalll alcalini, scbbono nello tabella di MendéléefT si trovi collocato
la un'altra serio.

«18 L'ATOMICITÀ

due unilà di saturazione, ciò che si può esprimere colla for-
mola = C = O, essendo l'acido carbonico O = G = O.

Sarebbe tempo sprecato se si volesse porre e discutere
la questione della variabile atomicità, se essa dovesse ridursi*
a questi termini. Ma non ò cosi. Cooper fece osservare pel
primo che il carbonio esiste in un gran numero di combi-
nazioni, nello stato in cui si trova neirossido di carbonio.
Ed ò ciò che importa di esaminare e di stabilire, perchè
lo scopo più elevato della chimica si è di scoprire la costi-
tuzione dei corpi, di determinare l'aggruppamento e le mutue-
relazioni degli atomi, di definire, in conseguenza, Tufficio che
ciascuno di essi gode rispetto a' suoi vicini. E se, tra questi
atomi, ve ne sono di quelli che non abbiano esaurito la
loro capacità di combinazione, bisogna distinguerli dagli
altri ed indicarli con un segno caratteristico. Ciò sarà di
grande aiuto per T intelligenza delle formolo di costituzione
e per T interpretazione delle reazioni chimiche, perchè non^
bisogna dimenticare che le proprietà dei corpi sono funzioni'
della loro costituzione. Scegliamo degli esempi.
Ecco due corpi isomeri, il cianuro di metile e la metil-
. carbilamina di Gautier. La loro composizione è espressa
dalla formola G^ H^ Az, che nulla mi insegna sulle cause-
delia loro isomeria. Quest'ultima è interpretata in una ma-
niera assai soddisfacente dalle formolo razionali proposte-
da Gautier:

tu ^ III /y ^

Az = G — CH3 Az

Cianuro di metìlo. Metilcarbilamina.

La prima rappresenta una combinazione del cianogeno..
L'azoto trivalente esaurisce la sua capacità di combina-
zione scambiando tre unità di saturazione con un atomo di

PROPRIETÀ RELA TI VA DEGLI A TOMI 219 '

carbonio quadrivalente. Il gruppo (C Az) è dunque univa-
lente, perchè il carbonio non vi è saturato. Si è il ciano-
geno : esso può fissare, mercè il suo carbonio non saturato,
del metilo. La metilcarbilamina è una base, un'ammoniaca
composta che contiene dell' azoto trivalente. Quest'ultimo-
scambia una unità di saturazione con un gruppo metilo; ne
scambia due con un atomo di carbonio che prende qui il
posto di due atomi di idrogeno. Difatti, si potrebbe dire che-
la metilcarbilamina è della metilamina cui due atomi d'i-
drogeno sono sostituiti da un atomo di carbonio bivalente..
Giò è bene espresso la parola carbilamina.

Ho io bisogno di aggiungere che quest' ultima non è se
non una semplice veduta teorica, ma che le formole pre-
cedenti interpretano delle reazioni e non sono in qualche
modo se non la rappresentazione compendiosa e comoda
di quelle reazioni ? [1].

Noi diremo dunque che il carbonio è contenuto nei due
composti isomerici di cui è parola, sotto due differenti

[1] Il carbonio è unito col carbonio nel cianuro di metilo. Cosi questo
corpo fornisce, per l' azione della potassa, deli' acido acetico dove il
carbonio è unito col carbonio.

Ctl» CFI3

I + 211*0 = I + AzII3

CAz coni

Cianuro di met'tlo. Acido acetico.

I 2 atomi di carbonio sono uniti coU'azoto nella metilcarbilamina, e
conseguentemente separati l'uno dall'altro. Così si separeranno per-
Tazione della potassa, rimanendo uno unito coU'azoto allo stato di
metilamina, l'altro formando deU'acido formico.

// C . CH3

Az^ + 2H20 = Az/^ + H.C02H

^Cn3 ^H2

Hetilcarbilamina. Metilamina. Acido formico.

-220 r ATOMICITÀ

forme: quadrivalente nel cianuro di melilo, bivalente nella
melilcarbilamina, saturo nel primo, se vuoisi, non saturo
nel secondo. E questo è utile a notarsi, perchè questa no-
tazione serve a rappresentare la costituzione dei corpi, cioè
le relazioni reciproche tra gli atomi, ed a interpretare le
reazioni che ne dipendono.

Aggiungiamo un ultimo esempio ai precedenti, che sce-
gliemmo tra molti altri.

L'urea è un amido, cioè un derivato dell' ammoniaca, ed
i due atomi di azoto ch'essa contiene hanno lo stesso va-
lore e sono uniti collo stesso atomo di carbonio; separati
Tun l'altro, essi sono entrambi trivalenti. L'isomero del-
l'urea, r isocianaio di ammonio, contiene l'azoto sotto due
stali; un atomo è trivalente, ed è quello che è unito al
gruppo carbonilo; il secondo è penta valente, ed è quello
che con quattro atomi costituisce il gruppo amm.onio. Le
formole seguenti rappresentano dunque la costituzione di
questi corpi che possono trasformarsi l'uno nell'altro.

IV ,AzH2 ^ /^GO

= G^,, Az^v

^ AzH? ^ AzH4

Urea. Isocianato d'ammonio.

In questo caso, è precisamente un cambiamento nello
slato di saturazione dell'azoto che determina e che spiega
la trasformazione dell' isocianato di ammonio in urea, e la
trasformazione dell'urea in isocianato di ammonio.

in.

Che cosa abbiamo voluto provare fin qui? Noi abbiamo
^cercato di stabilire che l'atomicità non è più immutabile

222 L' ATOMICITÀ

lurazione del primo varia. Questo fatto ci è noto per la
ìegge delle proporzioni multiple. Noi sappiamo che T affi-
nità di un elemento per un altro si esaurisce per gradi; e

-sono precisamente questi gradi che segnano lo stato di sa-
turazione del primo. Sotto questo riguardo la teoria dell'a-
tomicità non ò dunque se non l'espressione rinnovellata e

Tlnglovanila della legge delle proporzioni multiple, come
noi lo facemmo notare saranno tredici anni [1]. Con ciò si

vuol dire che i due concetti siano identici, e che la prima
non segni alcun progresso sull'altra e sia per conseguenza
superflua? Una tale opinione non è sostenibile. Quale diffe-
renza tra questa nozione delle proporzioni multiple, che non
è se non se l'espressione diretta di un fatto sperimentale,
e quella teoria ragionata che consìste nel ricercare per

•ogni corpo semplice le forme di combinazione che lo ca-
ratterizzano, nel paragonare gli elementi fra loro, sotto
questo rapporto, nelPattribuire a ciascuno di essi una ca-
pacità di saturazione che può variare da un composto ad
un altro, ma che è perfettamente definita in un dato com-
posto, nel ricercare come questa proprietà interviene nella

-costituzione delle combinazioni chimiche, come ogni atomo
esaurisce, unendosi con altri atomi, diversi o della stessa
natura, la capacità di combinazione di cui è dotato, e nel
servirsi di tutti questi dati per stabilire i rapporti pro-
babili che esistono tra gli atomi nelle combinazioni, e
conseguentemente, per costruire Tediflzio molecolare. Que-
st' ultimo punto è talmente importante che ci sembra indi-
spensabile di tornarci sopra. Ma innanzi chiudere la di-
scissione che e" intrattiene, noi dobbiamo spiegarci sopra

[1] I.egons de philosophic chiiniqae, pag. 221.

PROPRIETÀ RELA TIVA DEGLI A TOMI 223

^un punto delicato. Gli elementi il cui grado di saturazione
non varia, come l'idrogeno e, in una certa misura, i me-
lalli alcalini, sono facilissimi da caratterizzare. Essi sono
tmivalenti. Non si può dire lo stesso di quelli che for-
mano dei composti multipli. Diremo noi che il fosforo e
T azoto sono elementi trivalenti? Essi lo sono nelle loro
^combinazioni più numerose e più stabili. In altro, sono
■pentavalenti. Cosi è dell' azoto nel sale ammoniaco, nel
•quale è unito con 5 elementi univalenti, 4 d'idrogeno e 1 di
cloro. E l'ammoniaca può unirsi coli' acido cloridrico pre-
cisamente perchè l'azoto ch'essa contiene non è assoluta-
mente saturo. Esso lo è rispetto all'idrogeno, non riguardo
all'acido cloridrico.

La stessa difficoltà si presenta pel fosforò, l'arsenico,
l'antimonio (vedi pag. 209). Da alcuni si sostenne che que-
sti elementi sono trivalenti, da altri ch'essi sono ponta va-
lenti. Lasciando da parte la questione di sapere ciò ch'essi
•sono per sé stessi assolutamente, diremo eh' essi goJono
l'ufficio di elementi trivalenti in un ordine di composti, e
che in altri composti fanno ufficio di elementi pentavalenti.
'Ciò basta non solo per determinare la struttura atomica
di questi composti e di quelli che ne -derivano, come gli
• acidi dell'azoto, del fosforo e dell'arsenico [i], ma ancora

[1] I seguenti esempi sono opportunissimi per mostrare l'utilità pra-
•tlca di queste considerazioni sull'atomicità. Ecco le formole ch$ rap-
presentano la composizione delle due serie di combinazioni di cui si
fa menzione nel testo.

AZII3 PhH3 AJ5TI3

Ammoniaca. Idrogeno fosforato. lirogcuo arsvuiato.

» PhCl» Ascia

T ricloruro di fosforo. Cloruro d'arsenico.

L'ATOMiarÀ

per interpretare il modo di formazione e le reazioni di tuttp
questi corpi, e si è questo il punto essenziale.

Dai precedenti si vede che s' incontrerebbero serie diffi-
coltà se si volesse assegnare a ciascun elemento una de-
terminata capacità di saturazione, un'atomicità fìssa. Per un-
certo numero di elementi poliatomici saremmo imbarazzati
nella scelta, perchè riesce qualche volta difficile di se-
gnare il termine della saturazione. Nulla di più facile per
l'idrogeno, Tossigeno, il boro, il silicio, ed un gran numero*

Az(OH)»
Acido azotoso normale.

Acido azotoso
(prima anidride azotosa).

ftl(0H)3
Acido fosforoso.

AS(0H)3

Acido arsenioso normale-
(sconosciuto).

. AZ =

^Az =

Anidride azotosa.

^As =

Anidride arseniosa.

AzH*Cl

Cloruro d'ammonio.

PhH^l
Ioduro di fosfonio.

AsMe^I

Ioduro di tetrametilarsonio

PhClS
Perdoruro di fosforo.

AsMeCl*

Tetradoruro di mono-
metilarsina.

As(0H)5

Idrato azotico normale
(sconosciuto).

Pll(OH)*

Idrato fosforico normale
(sconosciuto).

AS(0H)3

Idrato arsenico normale:
(sconosciuto).

= Az(on)3

Acido ortoflzotico
(sconosciuto).

= Ph(0H)3

Acido ortofosforico normale
(sconosciuto).

= As{0H)3

Acido ortoarsenico
(i» tnidride).

= Az(03fji)

Sotto-azotato di bismuto
(ortoazotato).

= Ph(0H)2

= Pii(on)2

Acido pirofosforico
(a^ anidride).

= As(0H)2

= As(OH)«

Acido piro-arsenico.

PROPRIETÀ RELATIVA DEGLI ATOMI

di metalli. L'idrogeno, i metalli alcalini, l'argento, pos-
sono essere qualificati di univalenti; gli^ alcalino- terrosi,
il magnesio, lo zinco, il rame, ecc., sono bivalenti. Altri
elementi, al contrario, sfuggono a questo apprezzamento
e non potrebbero essere caratterizzati dal grado della loro
atomicità, per la ragione ch'essa varia secondo il grado
e la natura delle combinazioni che si considerano.

I chimici che pensano essere T atomicità una proprietà
fìssa degli atomi, invariabile quanto i loro pesi relativi.

^^Az(OH)
Acido azotico.

^^Ph(OH)

Acido metafosforico
(3* anidride).

;^As(0II)

/
N

Az02
Az02

Ph02
Ph08

Anidride azotica.

Anidride fosforica.

Acido metarsenico.

/ AS02

^As02

Anidride arsenica.

Qui si vede chiaramente dove conduce V applicazione dei principi
già enunziati (pag. 223). Senza preoccuparci della questione di sapere
qual' è la capacità di saturazione degli atomi di azoto, di fosforo e di
arsenico (e ben si scorge che essa è relativa), noi indichiamo sempli-
cemente quella eh' essi manifestano in una serie di composti ed appro-
fittiamo di questo fatto per istabilire i rapporti di saturazione tra gli
atomi e per renderci conto, fino ad un certo punto, della struttura
delle molecole. Essa è semplicissima pei composti idrogenati e clorati;
essa non lascia d' essere abbastanza complessa per alcuni derivati
ossigenati. Ma si resta colpiti della chiarezza che la notazione, che
scaturisce dalle considerazioni suir atomicità, spande non solo sulla
costituzione, ma altresì sul modo dì formazione e sulle proprietà di
questi acidi. Pigliamo un solo esempio, il più complesso.
• Scaldando moderatamente r acido fosforico ordinario od ortofosfo-
rico, lo si converte in acido pirofosforico. Ora, r analisi dell' acido
pirofosforico e dei pirofosfati mostra che qiiest' acido non diflferisce
dall' ortofosforico che per mezza molecola d'acqua. È necessario

La teoria atomica. 15

IBM

L'ATOMICITÀ

SÌ lasciano guidare da altre considerazioni. Essi scel-
gono certe forme di combinazioni, certi tipi che, più sta-
bili o più importanti di altri, sembrano loro caratteristici
per un determinato elemento, e proprio a fissare la sua
atomicità. Cosi, pei corpi della famiglia dell'azoto, si con-
siderò come caratteristico il tipo AX^; Tazoto ed i suoi
congeneri furono quindi considerati come trivalenti. Ma
qui si presenta una difficoltà. È noto che i corpi semplici
di cui è parola, posseggono una grande tendenza a formare

quindi che concorrano due molecole d'acido per la formazione di una
molecola d'acqua, ed i residui di queste due molecole rimangano uniti
per l'intermediario di un atomo di ossigeno, il quale basta per saturare
il fosforo delle due molecole. Ciò è espresso dalla seguente equazione :

r\.

= Ph^OH + 0H^Ph=0
"^OH OH

OH HO

Acido
ortofusforico.

Acido
ortofosforico.

H20 + = Ph^OH HO"Ph =
Acido pirofosforico.

La molecola dell' acido fosforico è dunque più complessa di quella
dell'acido fosforico, e si vede ch'essa dev'essere quadribasico, perchè
contiene 4 atomi di idrogeno basico. Cosi, la costituzione, il modo di
generazione, le proprietà fondamentali dell' acido pirofosforico sono
chiaramente indicate dalla formola

OH HO

O = Ph^OH HO^Ph =

^0/

Le formole degli acidi fosforico, plrofosforico, fosforoso, sono fon-
date sulle considerazioni relative all' atomicità o valenza degli atomi
di fosforo e di ossigeno. Io domando, che cosa ci avrebbe insegnato
sulla struttura atomica di tutte queste molecole, la legge delle pro-
porzioni multiple come altra volta si enunciava? È quindi con ragione
che noi abbiamo detto, che fu d'uòpo rinnovare e ringiovanire questa
legge per farne uscire ciò che precede.

»s

VA TOMICJTÀ

BLEMENTI DI ATOMICITÀ PARI.

La progressione delle atomicità ha luogo per numeri pari
.presso gli elementi appartenenti ai gruppi seguenti:

1° Gruppo deir ossigeno.

2^ Gruppo del carbonio.

3<* Gruppo dei metalU di
atomicità pari.

L'ossigeno è bivalente.

Lo solfo, il selenio, il tellurio, sono biva-
lenti, quadrivalenti, esavalenti.

Il carbonio, il silicio, il titanio, il zirconio,
lo stagno, sono quadrivalenti, o bivalenti
e quadrivalenti.

Calcio, magnesio, zinco, ferro, manganese:
bivalenti, quadrivalenti

Cromo, molibdeno, tungsteno: bivalenti, qua-
drivalenti, esavalenti.

Platino, palladio, ecc.: bivalenti, quadriva-
lenti, esavalenti, ottovalenti.

ELEMENTI DI ATOMICITÀ IMPARI.

La progressione delle atomicità ha luogo per numeri ìm-
pari presso gli elementi appartenenti ai gruppi seguenti:

iO Gruppo dell'idrogeno. | ^^l^geno, metalli alcalini argento, oro, tal-
* i ho : univalenti, trivalenti.

j Cloro, bromo, iodio : univalenti, trivalenti,
2^ Gruppo del cloro. | pentavalenti, settevalenti.

' Boro : trivalente.
Azoto, fosforo, arsenico : trivalenti, penta-
oo r-« j 11. M. j valenti.

3 Gruppo dell azoto. { vanadio, antimonio, bismuto niobio, tan-

taUo : trivalenti, pentavalenti.

Questa distinzìona tra gli elementi di atomicità pari e gli
-elementi di atomicità impari non è senza importanza, al-
meno per alcuni. Perchè, fra tante combinazioni di carbo-
nio e d'idrogeno, non se ne conosce una che contenga un nu-

212 COSTITUZIONE DEI CORPI

quale la chimica ó entrata recentemente, e quanto rapidi
farono i progressi compiuti in questa direzione da una ven-
tina d'anni! quante oscurità dissipate in quell'arduo pro-
blema dell'intima struttura delle molecole chimiche, pro-
blema che Gerhardt aveva dichiarato intangibile! infine,
qual luce sparsa sulla questione deirisomeria, che ha acqui-
stata cosi grande importanza nella chimica! Gonchiuderemo
mostrando la verità di tutto ciò.

I tipi di Gerhardt esprimevano diverse forme di combi-
nazione (pagina 195): il tipo acido cloridrico rappresentava
la combinazione di due elementi univalenti; il tipo acqua»
l'unione di un atomo bivalente con due atomi univalenti;
il tipo ammoniaca, la combinazione di un atomo trivalente
con tre atomi univalenti. Questi tipi non erano dunque scelti
a caso; un* idea profonda serviva di base a questo concetto
che non invecchiò se non nella forma, ma che era esatto:
essa pose in evidenza per la prima volta le differenze tra
la capacità di combinazione degli elementi. QuaFè la ragione
d'essere del tipo acqua? è la capacità di combinazione del-
l'ossigeno, che richiede per saturarsi due elementi univa-
lenti, mentre il cloro non ne esige che uno. Un solo atomo
d'ossigeno può dunque fissare non soltanto due atomi uni-
valenti, ma altresì dei gruppi ,di atomi ai quali manca, per
essere saturati, un atomo univalente e la cui capacità di
combinazione è rappresentata da quella di quest'atomo uni-
valente. Il numero di queste combinazioni nelle quali un
solo atomo di ossigeno fìssa due atomi o residui univalenti,
e serve in qualche modo di legame fra loro, è assai consi-
derevole: donde la ricchezza del tipo acqua. Le stesse con-
f^iderazioni s'a])plicano al tipo ammoniaca, ed è inutile che
vi ci fermiamo. Facciamo osservare soltanto che le paren-

DEDOTTA DALLA TEORIA DELV ATOMICITÀ 243

tesi di cui si serviva Gerhardt, ed il cui uso è ancora molto
sparso, indicano che parecchi elementi o residui sono uniti
collettivamente con un altro elemento, unione o legame che
si esprime più chiaramente oggidì con delle lineette che
segnano gli scambi d'unità di saturazione. I simboli seguenti
sono dunque equivalenti:

Formoie tipiche.

HÌ

H-H

" ^ o II-O-H

H J Az = H — Az.

II ) H / *

Ma torniamo ai residui o radicali che abbiamo testé men-
zionati. Abbiamo fatto osservare che il loro valore di so-
stituzione o di combinazione \é in- rapporto collo stato di
saturazione degli atomi. .

Cosi i radicali formati di carbonio e di idrogeno derivano
da idrocarburi saturi, per la perdita di 1, 2, 3, 4 atomi di
idrogeno, e noi vedemmo come la teoria dell' atomicità
rende conto dello stato di saturazione degli idrocarburi
della serie G^H2» + 2 (pagina 197). Si possono estendere
queste considerazioni a tutti i composti della chimica. Le
loro molecole potranno considerarsi come sature quando
le capacità di combinazione deJ*loro rispettivi atomi si tro-
veranno esaurite. Tali molecole non potranno più crescere
per fissazione diretta degli atomi: esse ngn possono modi-

ficarsi che per sostituzione. Ma quando si levano loro de-
gli atomi o dei gruppi di atomi rappresentanti una, due, tre,
quattro valenze od unità di saturazione, i residui acquistano
una capacità di combinazione od un valore di èostituzione

COSTITUZIONE DEI CORPI

corrispondento alla perdila ch'essi hanno subita : diventano»
secondo questa perdita, radicali uni valenti, bivalenti, triva-
lenti, quadrivalen ti. Eccone degli esempi:

Molecola sature.
Acqua HSQ
Ammoniaca H3Az
Metano CH4
Acido cianidrico HAzG
Etano C2H«
Benzina C(SH«
Alcool C8H5-OH
Alcool C«H5-0H
Acido acetico C«H30-0H
Bromuro di etileno C^H^Br*
Cloruro di antimonllo SbOCl
Cloruro di uranllo UrOCl
Acicio acetico C«H30-0H
Acido benzoico C7H50-OH
Acido azotico Az0«-0H
Acido azotoso AzO-OH
Acido gliconeo C8H>(0H)'0-0H

Acido gliconeo C«H8(0Hy0-0H

Acido borico BO-OH

Molecole sature.

Ammoniaca AzH*
Etano C«H6

Bromuro di etileno C«H<Br«
Acido carbonico CO*

H
H
H
H

(OH)

(OH)'

-OH =
— OH' =

H2
H«
Br«
O"

Cloruro di carbonllo COCl» — CI» =

Benzina C6H«
Acido solforico S0«(0H)2
Acido ossalico C202(OH)2
Acido succinico C4H402(OH)«
Acido gliconeo G2H2(OH)0-OH

Acido malico C^HSO*

Acido propUico C»H80

Molecole sature.

Propano C3H8

Cloruro di fosforilo PhOCP

Molecole sature.
Etano C2H6
Propano C^FI»
Tetruno C<Hio

H2 =
2(0H)' =

2(0H)' =
8(0H)' =
2(0H)' =

— H2 =

- H2 =

H»
C12

H4
H4

Radicali monoatomici
o univalenti.
= (OH)' ossidrìlo.
= (AzH2)' amidogeno.
=s (CH3y metUo. .
=s (CAz)' cianogeno.
=3 (C2H»)' etilo.
=s (C«H5)' fenìlo.
= (C2H50)' ossetllo.
= (G2H4-OH)' idrossetneno.
= (C2H30-0)' ossacetilo.
= (C2H4Br)' brometilo.
= \ShOy antimonUo.
= (UrOX uranllo.
= (C>H30)' acetìlo.
= (C7H50)' benzUo.
= (Az02) azotìlo.
= (AzO)' nitrosUo.
= (C2H20-0H)' 10 radicale uni-
valente deU'acido gliconeo

(C2H2O.OH)'0X20 radicale uni-
valente dell'acido gncolico.

(BO)' borilo.

Radicali diatomici
o bivalenti.

(AzH)" imidogeno.
{Cm^T etileno.
(C«H4)" etileno.

(CO)" carbonllo (ossido di
carbonio).

(Cen^)" fenUeno.

(802)" solforilo.

{C^O^Y ossalllo.

(C*H40«)" suceinllo.

(G2II20)" radio, bivalente del-
l'acido gliconeo (gncolUo).

(C4H404)" acidi fumarico e
maleico.

(C3H60/' alcool allineo.

Radicali triatomici
o trivalenti.

(C«H5)'" glicerìlo.
(PhO)'" fosforilo.

Radicali tetratomici
o quadrivalenti.

C«n2 acelileno.
C»H4 aUileno.
G4I16 crotomleni.

246 COSTITUZIONE DEI CORPI

trosilo. Similmente, i radicali tetratomici, acetileno, allileno,
croionileno, sono conosciuti allo stato libero. Si osserverà
che tutti questi corpi si comportano veramente come radi-
cali nel significato che un tempo si applicava a questa pa-
rola. Non è forse noto ch'essi sono capaci di unirsi diret-
tamente con dei corpi semplici, come il cloro ? I cloruri di
etileno, di carbonilo, di solforilo, di acetileno, si formano
per la diretta unione del cloro coi radicali isolati, come i
cloruri metallici si formano per la diretta unione del cloro
con un metallo. E Tetileno fissa due atomi di cloro perchè
gli mancano due atomi d' idrogeno per essere saturo. Ri-
spetto ai radicali ossigenati, carbonilo e solforilo, essi pos-
sono fissare non soltanto 2 atomi di cloro, ma ancora un
atomo di ossigeno per formare le anidridi carbonica GO^ e
solforica S03. Tuttoció è troppo noto e troppo semplice
perchè siavi bisogno d'insistere. Soltanto aggiungiamo che
i radicali triatomici contenenti carbonio, come il glicerilo
(C^H^), non esistono come tali allo stato libero. L'allilo li-
bero o diallilo (G3H-^)2 ha raddoppiato la sua molecola.
Mostreremo ora come la teoria spiega i fatti suesposti:
Il carbonio di atomicità pari, è unito in tutte le sue com-
binazioni, con un numero di elementi rappresentante una
somma pari di unità di saturazione. Ecco perchè i gruppi
CH3 e GAZ non esistono isolatamente. In questi gruppi i
tre atomi d'idrogeno e T atomo d"* azoto rappresentano un
numero impari di unità di saturazione. A ciascuno di essi
manca un atomo d'idrogeno per formare le combinazioni
sature GHSGAzH: il loro valore di combinazione o di so-
stituzione equivale quindi a quello di un atomo d'idrogeno,
e là dove manca un atomo d' idrogeno, essi possono sup-
plirvi. Possono altresì, unendosi tra loro, completare ciò

DEDOTTA DALLA TEORIA DELL'ATOMICITÀ 247

che manca a ciascuno di essi: ed é in questo modo che
si formano i composti H^G-GH^, melilo libero, AzG-CAz,
cianogeno libero, H^G-GAz, cianuro di melilo. Ma, cosa
importante a notarsi, la combinazione di questi gruppi fra
loro, si compie mediante gli atomi di carbonio. Sono essi
che non sono punto saturali nelle loro affinità, essi che si
portano l'uno sulF altro per soddisfarle. In ciò sta il punto
essenziale e nuovo. Si riportano agli stessi atomi le pro-
prietà dei radicali. Un tempo questi ultimi erano conside-
rati in blocco. Al radicale considerato come un tutto, at-
tribuivasi il potere di combinarsi o di sostituirsi a corpi
semplici. Quello era il punto di vista fondamentale della
teoria dei tipi di Gerhardt. Oggigiorno si va più oltre.
Per scoprire e definire le proprietà dei radicali si risale
agli atomi di cui si compongono, e si sostituisce in questo
modo una ipotesi generale ad una teoria particolare: Tato-
micità dei radicali è subordinata air atomicità degli ele-
menti. Gosi, il melilo ed il cianogeno sono radicali monoa-
tomici ed univalenti, perché contengono Telemento quadri-
valente carbonio non saturo. E lo stesso è dei radicali di
atomicità superiore. Perchè l'ossido di carbonio funziona
come un radicale diatomico? perchè il carbonio ch'esso
contiene non è saturo. Perchè Io stesso elileno G*H^ può
fissare due atomi di cloro o di bromo, funzionando cosi da
radicale diatomico? per la ragione che ciascuno dei due
atomi di carbonio ch'esso contiene trovasi nello stato di
non saturazione: ciascuno di essi, in questa maniera, può
quindi fissare direttamente altri atomi, e ciò senza rompere
il legame che si è stabilito tra i due atomi di carbonio a
contatto.
Precisiamo le cose: tutto ci porìa ad ammettere che nel-

250 COSTITUZIONE DEI CORPI

Le precedenti considerazioni sui radicali idrocarbonaii si
applicano a tutti i composti capaci di fissare direttamente
degli elementi, composti che, per siffatta proprietà, si acco-
stano ai radicali. Questi elementi sono attratti dall'uno a
dair altro degli atomi non saturi che il composto in que-
stione racchiude. Eccone degli esempi:

L'ossido di carbonio può fissare direttamente dell'ossi-
geno del cloro per la ragione che il carbonio bivalente
ch'esso contiene, non è saturo. Nel cloruro di carbonio e
nel gas carbonico, il carbonio divenne quadrivalente. Come
l'ossido di carbonio, il gas solforoso, può fissare dell'ossi-
geno o del cloro, ed è lo solfo che attrae questi elementi.

come era inteso una volta. Ciò ammettendo, equivarrebbe fare un passo
indietro. Secondo me, è il carbonio non saturo quello che attrae od.
ammette il cloro : l'attrae per la ^ragione che esso è impegnato in una
combinazione gasosa coli' idrogeno ; l' ammette per la ragione che vi
sono due posti vacante nel sistema. L' idrocarburo saturo della serie
C2H« attrae similmente il cloro, ma siccome non v'ha più posto nel si-
stema, egli non l'ammette se non alla condizione che due atomi d'idro-»
geno siano espulsi. Gli atomi d'idrogeno sembrano adunque esercitare,
un'influenza sulla proprietà che possiede il carbonio di fissare del cloro,
cioè di ammettere questo elemento nella sua sfera d'azione. Una tale
influenza si esercita in altri casi e per altri elementi. L'etileno che fissa
del cloro, è incapace di fissare direttamente dell'ossigeno, ma retiléno
bibromato C*IPBr' può fissarlo, secondo Demole, per formare il com-
posto C«H*BrO — Br (bromuro d'acetilo bromato). In questo caso, come,
nel primo, le affinità del carbonio sono state modificate dall'intervento^
di altri elementi, l'idrogeno od il bromp. v .

DEDOTTA DALLA TEORL\ DL'LL'ATOMXITÀ 231

Nel cloruro di solforilo e neiracido solforico anidro lo solfo
é diventato esavalente [1].

Il protocloruro di fosforo, fissando direttamente due atomi
di cloro, si comporta, sotto certi riguardi, come un radi-
cale, ed esso deve questa proprietà al fosforo non saturo
che contiene. Qui la differenza dei due modi di vedere su
quello di funzionamento dei radicali, si manifesta nella ma-
niera più evidente. Per lo passato si diceva: il percloruro
di fosforo dev'essere considerato come una combinazione
di protocloruro di fosforo col cloro; il protocloruro vi esi-
ste come un tutto, come un radicale dotato, come tale, di
un potere di combinazione. Noi diciamo: il protocloruro
può fissare del cloro per la ragione che il fosforo ch'esso
contiene non è saturo; nel percloruro, il fosforo è unito
direttamente coi 5 atomi di cloro e quando il protocloruro
di fosforo fissa due atomi di cloro, questi sono attratti dal-
l'atomo di fosforo non saturo.

L'idrogeno fosforato fissando del^acido iodidrico, e Tam-
moniaca unendosi direttamente coir acido cloridrico, fun-
zionano parimenti quali radicali e devono questa proprietà
all'atomo di fosforo o all'atomo di azoto ch'essi contengono

IT CK n ^ a'

[1] Il gas solforoso essendo SO*, il cloruro di solforilo è • S x

HO^vi/O Ci/ -^O

e r acido solforico /Sx ,

HO / ^

La formola § ^ che si potrebbe attribuire al cloruro di solforila

non ci sembra probabile, per la ragione che l'ossìgeno non possiede
tendenza veruna a fissarsi sul cloro e che le proprietà del cloruro dt
solforilo non sono quelle di un corpo che racchiuderebbe dei residui
ipocloroso OCl e che sarebbe detonante. Aggiungiamo che il selenio
ed il tellurio sono manifestamente quadrivalenti nei tetracloruri ed
esav alenti nelle anidridi e negli acidi selenici e tellurici.

jK» COSTITUZIONE DEI CORPI

ie che tendono entrambi a saturarsi di vantaggio : nelFiodi-
drato d'idrogeno fosforato (ioduro di fosfonio), come nel
cloridrato di ammoniaca (cloruro di ammonio) essi diven-
nero quintivalenti o pentatomici.

Nei radicali organo-metallici propriamente detti, si con-
statano delle proprietà dello stesso ordine e si interpretano
allo stesso modo. E bisogna dire che queste nozioni sulla
capacità di saturazione degli elementi, capacità variabile
secondo le combinazioni in cui sono impegnati, scaturiscono
nel modo più chiaro dai lavori intrapresi or sono quasi 20
anni sulla classe di composti di cui è parola. Ricordiamo
qui le classiche scoperte di Frankland, Baeyer, Gahours
e le vedute ingegnose ch'essi hanno introdotti pella scienza.
Quando Frankland paragonava, gli uni gli altri, il perioduro
di stagno, Tioduro di stannetilo e lo stannetilo, esprimendo
la composizione di questi corpi colle formole

^ ( I ^ { c<H» ^ ( C*H»

[1]

non ha egli indicato con questa notazione, che in questi
tre corpi, l'iodio e retilo sono combinati allo stesso titolo
collo stagno e che lo stannetilo SnC^H^ gode ufficio di ra-
dicale solo perchè lo stagno ch'esso contiene, tende a pas-
sare allo stato in cui è nel perioduro? L'etiluro di stagno
SnEt è radicale per lo stesso titolo del protoioduro di sta-
gno e ciò che attrae l'iodio nei due, non è il radicale con-
siderato nel suo insieme, bensì lo stesso stagno.

E quando Gahours formolava magistralmente la teoria
della saturazione nei composti organometallici dello sla-

[1] Queste formole sono scritte neirantica notazione : C cs o, Sn &= 59.

i54 COSTITUZIONE DEI CORPI

Tipo AsX». Tipo AsX».

AsMe^Cl cloruro di tetrametilar- AsMe* trimetilarsina.

sonio.

AsMe'Cl* dicloruro di trlmetilar^ AsMe*Cl monocloruro di dime-

Sina. tilarsina.

AsMe«Cl» tricloruro di dimetllar- AsMeCP dicloruro di monome-

Sina. tilarsina.

AsMeCl* tetracloruro di mono- AsGl» tricloruro d*arsenico.

metilarsina.

Baeyer ha constatato che i composti metilati appartenenti
al tipo AsX3 possono fissare direttamente GÌ* e godono
ufficio di radicali. Noi diciamo che ciò avviene per la ra-
gione che Farsenìco, trivalente in questi composti, tende a
diventare quintivalente in quelli dove esso è saturo. E que-
sto esempio mostra chiaramente che i limiti della satura-
zione sono variabili per ciascun elemento e subordinati alla
natura dei corpi semplici o dei gruppi coi quali questo
elemento si combina. L'arsenico è saturo di cloro nel tri-
cloruro, com'è saturo d'idrogeno nel triidruro. Non è più
saturo nei composti metilati che corrispondono al triclo-
ruro. I composti AsMeCl*, AsMe^Cl, AsMe^ possono fissare
direttamente GI2.

' È d'uopo aggiungere altri esempi a quelli che abbiamo
citati? Noi crediamo. Noi abbiamo messo in rilievo ed in
evidenza il punto fondamentale che volemmo svolgere, cioè
che le proprietà dei radicah capaci di fissare altri ele-
menti, alla maniera dei corpi semplici, devono essere ri-
ferite alle proprietà degli atomi che questi radicali con-
tengono.

Lo stesso modo di vedere dev'essere esteso ai resti, o
residui di atomicità diversa, che non possono essere iso-
lali come tali, ma che la teoria dei radicali e dei tipi ne

158 COSTITUZIONE DELLE COMBINAZIOSI

In questo modo Tiodio si è separato facilmente dairatomo
di carbonio col quale era unito, mentre l'atomo di carbonio
del cianogeno si è rifiutato a staccarsene. Vi sta unito con
abbastanza energìa, come F atomo del metilo nel metiluro
d'etilo propano. E si è la forte affinità del carbonio pel
carbonio che spiega la differenza di queste variazioni, che
neirantica teoria dei radicali era un enigma, e che stabili-
sco chiaramente la differenza fra i due diversi modi di ve-
dere. Neirantico concetto: un gruppo di atomi considerato
ili massa e come tale unito sia coiriodio, sia col cianogeno.
Nel concetto moderno: un gruppo di atomi costituito in un
certo modo e conlenente un certo atomo di carbonio unito
sia col riodio, sia col carbonio. Là, il radicale funziona come
un tutto, qui esso ò risolto in diversi elementi e si mostra
attivo per uno de' suoi atomi di carbonio, non saturo.

Il caso esposto è generale. I radicali idrocarbonatl ana-
loghi all'etilo possono essere decomposti nel modo istesso
di questo radicale, riunendosi gli atomi di carbonio fra loro,
e gli atomi d'idrogeno distribuendosi inegualmente fra quelli
di carbonio. Uno di questi ultimi gruppi racchiuderà un
atomo d'idrogeno di meno di quello che sarebbe necessario
per la sua saturazione, ed ò sopra di quello che potranno
fissarsi altri elementi o gruppi univalenti; ed è per esso
che il gruppo idrocarbonato intiero funzionerà come ra-
dicale.

Queste idee sono applicabili ai radicali ossigenati che de-
rivano dal precedente. L'acido acetico comprende un tal
radicale; Tacetilo è dell'etilo modificato per sostituzione:

CH» CIP

-GH« -c6

Etilo. Acculo.

804 COSTITUZIONE DELLE COMBINA ZIONI

da una catena di tre atomi di carbonio saldati fì?a loro. Tra
questi atomi di carbonio, gli atomi d'idrogeno e di ossigeno
sono distribuiti in maniera che ogni atomo di carbonio scam-
bia cogli atomi vicini quattro unità di saturazione ed ogni
atomo di ossigeno, due. Cosi si presenta nella formola

CH« . OH

CH.OH
CH« . OH

Si potrebbe concepire un altro modo di distribuzione de-
gli atomi d' idrogeno o di ossigeno tra gli atomi di carbo-
nio; ma il numero di questi possibili ordinamenti atomici
é necessariamente limitato dalla circostanza che tutti de-
vono soddisfare alla duplice condizione che il carbonio è
quadrivalente e Fossigeno bivalente. Tra i corpi che offrono
la composizione della glicerina ed un diverso ordinamenta
atomico, citiamo i seguenti:

CH(OH)» CH3

I I

CH» C(OH)«

CH« . OH CH« . OH

Questi corpi sarebbero degli isomeri della glicerina, iso-
meri di cui la teoria prevede resistenza. Non si conoscono,
e dobbiamo aggiungere essere poco probabile che possano
esistere allo stato libero, perché i composti nei quali un
atomo di carbonio è unito con due gruppi OH (ossidrilo)
sono poco slabili [1].

CCP
ri] Cosi l'idrato di cloralio | si scinde facilmente in cloralio

CCl» CH(0H)2

I ed in acqua.
CHO

DEDOTTA DALLA TEORIA DELL'ATOAflCITÀ 255

La forinola della glicerina a quel modo costrutta, ci dà
la spiegazione delle proprietà e delle trasformazioni di que-
sto corpo. Pigliamo due esempi. Nulla di più facile che
di rappresentare la trasformazione della glicerina in alcool
-allilico ed in tricloridrina.

La prima reazione è espressa dalla formola seguente:

I II

CH-OII + H« = CH + 2n«0

CH«-OH CH«— GII

Glicerina. Alcool allilico.

L'alcool allilico non è più una combinazione satura; esso
^ capace di fissare direttamente del bromo, dell'acido bro-
midrico, ecc. La formola precedente esprime questo fatto,
mostrando che due atomi di carbonio scambiano fra loro due
unità di saturazione e sono uniti per mezzo di un doppio
legame. Quest' ultimo è indicato dalle due lineette. Sono
«oppresse nel prodotto d'addizione:

CH« . Br

cu . Br

CH« . OH

•che é l'alcool propìlico bibromato, risultante dall'azione di-
retta del bromo sull'alcool allilico.

La glicerina si trasforma in trìcloridrina per l'azione suc-
-cessiva dell'acido cloridrico e del percloruro di fosforo; i
Ire gruppi OH sono sostituiti da tre atomi di cloro:

CH« . OH CH« . CI

CH.OH -f 3HCI = 3H80 + CH.Cl

CHS. OH CHS.Cl

Gliceriaa. Tridoridrina.

APPLICATA ALLA ISOMERIA 267

Due di questi corpi non furono ancora ottenuti. Ma la
giornaliera esperienza c'insegna che lacune di questo ge-
nere ponno essere colmate, e noi potremmo citare dei casi
più complessi di quello in discorso, dove esse lo furono nei
modo più felice [1]. E, cosa iraiportante, se si fa astrazione-
dei casi di isomeria puramente fìsica e di quelli dove prende
parte il dimorfismo, finora non venne segnalato alcun casa
d'isomeria chimica bene constatato che non rientrasse ia
quelli che la teoria prevede. Si è quella una splendida con-
ferma della teoria che limita il numero degli isomeri possi-
bili dietro considerazioni relative airatomicità od alla reci^
proca saturazione degli atomi. Airinfuori di queste consi-
derazioni , potrebbesi immaginare un numero assai più
considerevole d* isomeri.

Ritornando al caso precedente, essendo dati tre atomi dr
carbonio, cinque atomi d'idrogeno e tre atomi di cloro, se
si trattasse semplicemente di distribuire gli atomi d'idro-
geno e di cloro tra gli atomi di carbonio, il numero degli
ordinamenti possibili tra questi diversi atomi sarebbe assai

vano quei composti clorati che posseggono una struttura simmetrica ;.
il numero di questi derivati clorati è limitato a 5, per la ragione che
le sostituzioni effettuate in uno dei gruppi CH» sono equivalenti a
quelle effettuatesi nell'altro gruppo CH^.
Così, i derivati clorati seguenti si debbono considerare come identici :

CHGl» CIP CCP CIP CHSCl CH»

CHCl '^^^l''' CHCl; CH3 »^*;JÌ^° CH»; CC1« ^^^^;,^'° CCP
CU» CHC1« CIP CCP CH3 CHSCl

Per comprendere l'identità dei corpi dì cui si tratta, basti osservare-
che le loro formole sono semplicemente rovesciate. •

[1] Più innanzi si troverà l'indicazione delle isomerie depli amilonì;.
nella nota HI dell'appendice, quella delle isomorie degli alcool amilici-

268 V ATOMICITÀ

considerevole e facile a calcolarsi, dietro le regole del-
Ta'gebra.

Un chimico illustre, Birthelot, si è lasciato guidare da
|)arlicolari considerazioni, nelle previsioni teoriche relative
al numero di isomerie possibili in un caso determinato. Egli
ammette che un solo e stesso corpo può dare diversi iso-
meri secondo il modo con cui è stato generato. Cosi, Tidruro
-di propilo o propano può essere generato in più modi : per
addizione di due atomi d'idrogeno al propilene, o per ad-
dizione del metano alFetileno, oppure per addizione del me-
lano all'etano con perdita di due atomi d'idrogeno [1], ecc.

Ora si sostituisca in questo carburo d'idrogeno, il pro-
pano, tre atomi di cloro a tre atomi d'idrogeno, i composti
che si formano potranno differire, dapprima, secondo che si
opererà sopra un propano generato in tale piuttosto che in
tal'altro modo; infatti, dice Berthelot, il propano potrà con-
tenere dei resìdui differenti secondo la natura dei carburi
generatori. Secondariamente, esso potrà dare degli isomeri
•distinti secondo l'ufficio che vi godranno i residui. Per la
-stessa ragione, potranno differire i derivati triclorati. Final-
mente potranno differire ancora secondo l'ordine dietro il
•quale sarà st ita effettuata la sostituzione. Cosi, supponendo
che ire atomi d'idrogeno siano rimpiazzati successivamente
-da Ire atomi di cloro, i composti triclorati che ne risultano,
potranno differire gli uni dagli altri, secondo che l'uno o
l'altro di questi atomi d'idrogeno sarà stato attaccato dap-
prima, e cosi di seguito.

li] c'n« + II» = c»H8

cu* + G«H* = CMI''

CH* + C«H6 — II» = C»H8

3 GII* — 2 II» = CMI8

J70 L'A TOMICJTX

Per passare ad altro punto, che cosa significa T espres-
sione « Tufficio dei carburi generatori? » Essa è ben lon-
tana dairesprimere un'idea precisa. Infine, non è un gratuito
supposto quello di ammettere che un corpo clorato può
differire da un altro corpo clorato, unicamente per Tordine
secondo il quale si è effettuata la sostituzione? Certamente,
quando si sostituisce a più atomi d'idrogeno degli elementi
o dei gruppi differenti, per esempio del cloro o del bromo,
o del cloro e dei residui azotilo AzO*, Tordine delle sosti-
tuzioni non è affatto indifferente, per la ragione che non è
indifferente che tal posto sia occupato dal cloro o dal bromo,
o da un residuo AzO^; ma, quando tutti i posti sono presi
dal cloro, poco importa che sia occupato pel primo Tuno
piuttosto che l'altro. In ogni caso, il supposto contrario
avrebbe bisogno di essere provato. In questa materia, Ber-
thelot ha accumulato le ipotesi con una ingegnosa fecondità
che nel caso presente ha prodotto un risultato rimarche-
vole. L'eminente chimico ammette la possibile esistenza di
più centinaia- di tricloridrine tenendo conto dell'ordine re-
lativo delle reazioni [1]. Noi diciamo che ve n'hanno cinque.
Ci si mostri la sesta. Nel caso del propano od idruro di
propilo, noi diciamo che la teoria non prevede isomeri. Fra
tre. atomi di carbonio ed otto atomi d'idrogeno, non v'ha
che un solo ordinamento possibile: due gruppi CH^ uniti, un
gruppo CH2, come lo dimostra la formola:

CIP

CFI»

CHS

[1] Bulletta de la Société Chimique, nouv. sèrio, t. XIII, p. 402

APPLICATA ALLA ISOMERI \ 27 1

Questa formola sì fonda sulla duplice considerazione
<ilie gli atomi di carbonio sono quadrivalenti e ch'essi pos-
sono scambiare fra loro una porzione della loro capacità
di saturazione. È in questo modo che la teoria dell'atomi-
•cita prevede, limita ed interpreta le isomerie, e qui si tratta
•di uno dei progressi più considerevoli che la scienza abbia
■compiuti negli ultimi ventanni. Da tutti si disse: Tisomeria
■si deve alla differenza nelF aggruppamento molecolare. II
problema era ottimamente formolato: bisognava risolverlo.
La teoria deir atomicità ha felicemente toccata questa so-
luzione, introducendo nella discussione dei dati precisi che
lianno ricevuto, in una moltitudine di casi, la sanzione del-
l'esperienza.

Quest'ultimo punto é talmente importante, eh' io chieggo
il permesso di porre in luce con un nuovo esempio le con-
-siderazioni che guidano oggigiorno i chimici nell' interpre-
tazione delle isomerie ed in generale nei concetti relativi
^lla costituzione dei corpi.

Prendiamo un carburo d' idrogeno che fu l'oggetto di un
grande numero di lavori, l'amileno.

Questo corpo contiene cinque atomi di carbonio e dieci
atomi d'idrogeno, due di meno del carburo saturo della se-
rie, l'idruro d'amilo o pentano G^H**. Partendo dalla no-
zione della quadrivalenza del carbonio, la teoria prevede
almeno otto possibili ordinamenti tra 5 atomi di carbonio
<3 10 atomi d'idrogeno. Dapprima, quest'ultimi potrebbero
essere egualmente ripartiti fra i primi, in modo tale che
ogni atomo di carbonio, riunito per due atomicità a' suoi

APPLICATA ALLA ISOMERIA

273-

mole indicate in nota [1], forinole che esprimono la costi-
tuzione di cinque diversi amileni. In queste formolo i doppi
legami tra due atomi di carbonio vicini, sono rappresentati
da due lineette, notazione comodissima, poich'essa ci per-
mette di verificare con un semplice colpo d'occhio lo stato
di saturazione di ciascun atomo di carbonio.

Quando un amileno cosi costituito, fissa due atomi di
cloro, di bromo, od una molecola di acido cloridrico, op-
pure una molecola di acido ipocloroso, il doppio legame è
soppresso; i due atomi di carbonio vicini, oramai uniti per
una sola atomicità o valenza, fissano ciascuno un atomo
di cloro, od un atomo di bromo, od un atomo d'idrogeno, oi

[ij I cinque amileni di cui è parola presentano la seguente costitu-
zione :

CH3

CH2

I
CH

II
CH2

Etilo-allilo

bollente

a 40*> (?).

CH3

I
CH3-CH

I
CH

II
CH2

Amileno

di Flavitzky

bollente

a 2i0.

CH3
CH2

II
CH

I
CH3

Bolle

38O a 40O.

CH3

CH8

CH3-C:

CH2

Amileno
proveniente dall'alcool

amilico attivo.
(Le Bel). Bolle a 32O.

CH3

I
CH3-C

II
CH

I
CH3

Amileno

ordinano

bollente

a 36O.

CH
Si possono considerare come dei derivati sostituiti dell' etileno li

CH
nei quali uno o più ^toml d'idrogeno sarebbero rimpiazzati da diversi

gruppi alcoolici. Questo concetto ci permette di esprimere la loro co-
stituzione con formole relativamente semplici che noi scriviamo nel-
lo stesso ordine del suesposto.

CH(C3H7)
II

CH2

cn(C3H7)

CH2

CH(C?II5)

II
CH(CH3)

Propilo-etileno. Isopropilo-etilelio. Etilo-metilo;

etileno normale.

C(CH3.C2H5)

II
CH2

Metilo-eti'o,
etileno.

C(CH3)2

CH(CH3)

Trimetilo-etileno.

La teoria atomica.

874 V ATOMICITÀ

un gruppo OH, e si comprende come possano in questo
modo formarsi dei composti isomerici, secondo il posto che
prendono nella molecola, gli atomi fissati. Cosi dairisomeria
degli amileni, dipende quella dei cloruri o bromuri d' ami-
leno, dei cloruri, bromuri, ioduri, idrati d'amilo, e la teoria,
come si vede, spiega tutte queste isomerie, mostrando che
a ciascuna di esse corrisponde un particolare aggruppa-
mento atomico. Del resto, importa fare osservare che le
formole che esprimono questo aggruppamento non sono
scelte a caso: esse rappresentano dei fatti, cioè delle sin-
tesi, delle reazioni, degli sdoppiamenti. Cosi la formola del
propilo-etilo (etilo-allilo) richiama la sintesi di questo corpo
per Fazione del sodio sopra un miscuglio di ioduro d'etilo e
di ioduro d'allilo.

CH3-CH2I + CH21-CH=CH2 + Ni« = 2NiI + Cfl3-Cfl«-CH2-CH«-Cn=CH2

Ioduro d'etilo. Ioduro d'allilo. Propllo-etileno.

La stessa formola spiega la trasformazione del carburo
d'idrogeno in discorso, in ioduro ed in alcool amilico se-
condario. Per maggiore semplicità, noi preferiremo qui le
formole condensate.

C3H7 C3H7

CH 4- HI = CHI

Il II

GH2 CH3

Propilo-etileno. Ioduro amilico

secondario.

C3H7 C3H7

CHI + AgOH [1] = Agi 4- CH-OH

I I

CH3 CH3

Ioduro amilico Alcool amilico

secondario. secondario.

[IJ Invece di AgZQ -f H20.

880 V ATOMICITÀ

altri elementi o gruppi di elementi, ed in particolare da
gruppi carbonati. Una immensa varietà di combinazioni
possono risultare da queste sostituzioni, e la molecola va
crescendo itì ragione della complessità dei gruppi di cui sì
tratta. Ma Tatomo di carbonio primitivo ne formerà in qual-
che modo il nucleo [1]. Supponete che ai quattro atomi d'i-
drogeno sieno sostituiti quattro gruppi identici, per esempio
quattro gruppi etilici; la forma della molecola sarà simme-
trica, come lo era dapprima; e, se questa forma è un te-
traedro regolare, un jDiano passante per uno spigolo e pel
' centro di figura, occupato dall'atomo di carbonio, taglierebbe
Ja molecola in due metà simmetriche. Questo piano di sim-
metria comprenderebbe due delle sommità, essendo le altre
due situate sopra una perpendicolare a questo piano ed a
eguale distanza.

Supponete ora che dei quattro atomi d'idrogeno del gas
delle paludi, due siano sostituiti da gruppi, e che quei due
atomi siano situati nel piano in discorso, questo piano ta-
glierà ancora la molecola in due metà simmetriche; gli altri
due atomi d' idrogeno saranno situali sopra una linea retta
perpendicolare a questo piano, ciascuno a distanza eguale,
e, se questo piano fosse uno specchio, V immagine di uno
degli atomi d'idrogeno coinciderebbe coir altro atomo. Non
sarà più cosi quando la sostituzione si sarà estesa ad un
terzo atomo d'idrogeno, per modo che la molecola contenga
ora tre elementi o gruppi dissimili R, R', R"; in questo caso»
gli elementi di ciascun lato del piano passante per H e R
saranno R' e R", e quelli situati da ciascun lato del piano

[1] Senza clie sia per ciò necessario ammettere ch'esso si trovi In
tino stato particolare.

APPLICATA ALLA DISSJMETRLl MOLECOLARE 2St

■* ' -■■■ ■■ ■-"'■ - « '■ ■ »^»^^W^ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ I - - ■ -. _

f>assante per R' e R" saranno H e R; in entrambi i casi
-ossi sono dissimili, e la struttura della molecola sarà dis-
-simetrica. Questa dissimetria molecolare, cosi definita da
Le Bel e VanH Hoff, è la causa del potere rotatorio.

Prendiamo ad esempi gli acidi propionìco, lattico, tartrico.

L'acido propionico ò un derivato bisostituito del gas delle
paludi.

) • /V '

*^ t

•^ Xr i4^

'.^ n modo

i • * '' >, le due

drogeno
lieo non

0> H jN D

A.k__ vii

ielle pa-

OH non

.omi d'i-

tico, uno

1| O à quindi

i torio,
ere nel

290 CONCLUSIONE

Infatti, date del calore ad un corpo solido formato di mo-
lecole a quel modo costituite. Esso potrà produrre indipen-
dentemente da un lavoro esterno, tre differenti effetti.

Primieramente, un innalzamento di temperatura per l'ac-
crescimento deirenergia vibratoria molecolare.

In secondo luogo, un aumento di volume per Tallontana*
mento degli atomi e delle molecole, e questo allontana-
mento facendosi assai considerevole, cagionerà un cambia-
mento di stato: il solido si fa in allora liquido, il liquido si
trasforma in gas. In quest'ultimo caso, T allontanamento
delle molecole è diventato considerevole per rapporto alle
dimensioni di quest'ultime. Ma, qualsiasi l'effetto fisico che
si produce in quest'ordine di fenomeni, il calore scomparsa
come tale, ha effettuato un lavoro: il movimento vibratorio
comunicato alle molecole sotto forma di calore soccom-
bette nella lotta contro le forze molecolari, o, in altre pa-
role, ha prodotto il lavoro rappresentato dalla dilatazione,
dalla diminuzione della coesione e dal cambiamento di
stato.

I fenomeni testé analizzati sono d'ordine fisico; viene la
chimica: perché, in terzo luogo, il calore, agendo sugli
stessi atomi che compongono la molecola, ne ampUfìca 1^
traiettorie, per modo che l'equilibrio che esisteva nel sir
stema, può rompersi, arrivando gli atomi di un dato sistema
nella sfera d'azione degli atomi di un altro sistema. Da
questa rottura, da questo conflitto, risultano nuovi sistemi
(li equilibrio, cioè nuove molecole. Là incominciano i feno-
meni di dissociazione, di decomposizione e, inversamente,
(li combinazione, che sono del dominio della chimica : es=:i
non sono, come si vede e come lo abbiamo già detto, che
la continuazione dei fenomeni fisici, la stessa ipotesi, quelln

IPOTESI SULLA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 301

una sensibile colorazione a 100 milioni di volte il suo peso
d'alcool ? Ricordiamo ancora che Faraday preparò delle la-
mine d'oro il cui spessore egli stima eguale alla centesima
parte delle lunghezze d'onde. Supponendo che una tal la-
mina contenga un solo strato di molecole, lo spessore di
una di queste non potrebbe sorpassare 5 milionesimi di
millimetro, grandezza paragonabile alle sopra citate. A lutti
sono note le bolle di sapone, ma difficilmente si fa un' idea
dell'estrema sottigliezza delle loro pareti. Nelle sottili la-
mine acquee ottenute da Plateau, essa non raggiungerebbe,
quasi, un milionesimo di millimetro. W. Thomson, che si è
occupato di questo soggetto, ha dimostralo^ col calcolo che
non è possibile che una tale lamina contenga più di uno
strato di molecole, il che darebbe pel diametro di queste
molecole un valore inferiore a quello summenzionato, ma
che è nello stesso ordine di grandezze. Finalmente un ul-

•

timo ed ingegnosissimo metodo per valutare il grado di
divisibilità della materia, è stato immaginato da W. Thom-
son. Esso consiste nel misurare coll'elettrometro, che porta
il suo nome illustre, l'attrazione voltaica che si esercita
tra una lamina di zinco ed una lamina di rame sovrap-
posta. Questa attrazione è indipendente dallo spessore delle
lamine e può essere valutata dal lavoro che effettuerebbe
la lamina di zinco che si innalza verso la lamina di rame.
Se si formasse una pila sovrapponendo un certo numero di
lamine sottili di zinco e di rame, detto lavoro crescerebbe in
ragione del numero delle lamine sovrapposte. Si può valutare
questo lavoro meccanico in calore e calcolare lo spessore
che bisognerebbe dare alle lamine perchè il lavoro effet-
tualo da una pila di lamine di un centimetro di spessore
rappresentasse precisamente la quantità di calore che svi-

;n2 COXCLUS OXJC

luppano lo zinco ed il rame per formare una lega. In altri
termini, si può calcolare la tenuità che bisognerebbe dare
alle particelle di zinco e di rame perchè la loro reciproca
ozione sviluppasse soltanto la quantità di calore che real-
mente si osserva nella formazione della lega. Il risultato è
questo: lo spessore di queste lamine non può essere ridotto
al di là di un trentesimo di milionesimo di millimetro. Esso
é approssimativo, perchè il calcolo comporta delle incer-
tezze, ed in quel caso trattasi di un limite inferiore; ma si
osserverà che noi siamo sempre neirordine delle grandezze
dedotte dalla teoria cinetica dei gas.

IV.

Questa teoria e sopratutto la legge di Maxwell sulla di-
stribuzione delle velocità nelle molecole gasose si fondano
sulle leggi matematiche dell'urto dei corpi elastici. Le mo-
lecole sarebbero dunque dei proiettili dotati di elasticità?
Sarebbe difficile V ammettere ciò, se si vuole conservare
il concetto, al quale s'era fermato Newton, di atomi duri,
incapaci d'essere sformati. La difficoltà non è minore se
noi adottiamo l'ipotesi di molecole formate di atomi inca-
tenati dall'affinità: e sono precisamente queste molecole
che noi abbiamo considerate nei gas, come si muoves-
sero in tutti i sensi e si urtassero. Sono esse dotate di
elasticità in ragione della loro sfera d'azione che si estende
al di là dei loro limiti naturali, come pensa Glausius? Sono
esse circondate da un inviluppo di etere come sostengono
altri? Ma chi può affermare qualcosa in simile materia?
E poi sussiste un'ultima difficoltà. Questo mondo invisibile
nel quale si tentò di penetrare, con uno sforzo che onora

IPOTESI SULLA COSTITUZIONE DELLA MATEIUA 303

!o spirito umano, ha dimensioni finite. Non v' ha quantità
assoluta, ed in queste inaudite piccolezze v'hanno delle gran-
dezze relative. La chimica c'insegna che una molecola di
mercurio pesa 100 volte più di una molecola d'idrogeno.
È dunque una grossa niolecola relativamente all'altra, e
perchè sarebbe invisibile? Io noi comprendo e neppure lo
pretendo; soltanto io ammetto che le forze fisiche e chimi-
che non possono dividerle di vantaggio, perchè altrimenti
cesserebbe dfi essere mercurio. Ma bisogna pure ch'io di-
chiari che questa proposizione dell'indivisibilità degli atomi
non s'impone al mio spirito, ed io sono obbligato di conve-
nire esservi in ciò una difficoUé.

In questi ultimi tem.pi, sorse una teoria che sembra dare
una dimostrazione matematica ed anche una rappresenta-
zione sperimentale dell'indivisibilità, anzi, dell'individualità
propria ed eterna degli atomi: sono gYi a tomi- vorticosi di
W. Thomson.

Di questo moto vorticoso noi daremo un'idea rammen-
tando ai chimici le corone che s'innalzano nell'aria calma
quando una bolla d'idrogeno fosforato scoppia alla superfìcie
dell'acqua, tutti poi conoscono, quei cerchi che alcuni fuma-
tori sanno lanciare neh' aria. Si costrusse un apparecchio
che permette di ottenerli a piacere. È una cassa di legno cui
una parete è attraversata da un' apertura circolare e la
parete opposta è formata da un panno fortemente teso.
Nell'interno della cassa si producono dei fumi di cloridrato
d'ammoniaca, e si espellono applicando un colpo secco
contro la parete elastica. Yedesi allora un anello di fumo
svilupparsi dall'apertura e propagarsi liberamente nell'am-
biente. Tutto è movimento in questo anello, e, indipenden-
temente dal moto di traslazione, le particelle di fumo ruo-

301 COXCLVSIOXE

tano sopra sé stesse ed eseguiscono dei moTìmentl di
rotazione in ciascuna zona o sezione dell'anello. Questi mo*
vimenti hanno luogo dall'interno dell'anello verso Testenio,
nel senso del molo di traslazione, di modo che la massa
intiera dell'aria o del fumo che forma l'anello gira senza
pos^a intorno ad un asse circolare che in certo qual moda
ne forma il nucleo. Questi movimenti di rotazione hanno
ciò di rimarchevole, che tutte le particelle che sono situate
sopra una delle linee curve che si possono tirare in ciascuna
sezione dell'anello sono indissolubilmente legate nelle loro
vie circolari e non possono mai abbandonarsi; in questo
modo tutta la massa dell'anello-vortice sarà sempre formata
dalle stesse particelle. Quest'ultimo è un teorema che è stato
dimostrato da Helmholtz nel 1858. Questo illustre scienziato
ha analizzato i movimenti vorticosi che esisterebbero in un
liquido perfetto, libero da ogni sfregamento. Egli ha provato
che in un tal mezzo gli anelli-vortici, limitati da un sistema
di linee-vortici [1], sono formati da una quantità invariabile
delle stesse molecole liquide, per modo che gli anelli po-
tranno propagarsi ed anche cambiare di forma senza che
giammai la connessione delle loro parti costituenti possa
essere spezzata. Essi continueranno a turbinare, e nulla
potrà separarli o tagliai li, nulla potrà distruggerli. Quelli
che esistono nel liquido vi esisteranno eternamente, e nuovi
vortici non potranno esservi eccitati se non da un atto
creativo.

I vortici di fumo summenzionati darebbero di questi vor-
tici liquidi una esatta immagine s'essi si formassero e si
propagassero in un fluido perfetto. Ma cosi non è. Tali come

[1] Wirbelfuden und Wirbellinien.

IPOTESI SULLA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 305

si possono far nascere, essi possono servire alla dimostra-
zione di alcune proprietà della materia turbinante. Essi
sono dotati di elasticità e possono cambiare di forma. Il
cerchio è la loro posizione di equilibrio, e, quando essi sono
sformati, oscillano intorno a questa posizione e finiscono
per ripigliarla. Ma, si tenti di tagliarli, essi fuggiranno da-
vanti alla lama, o si infletteranno intorno ad essa senza
lasciarsi intaccare. Essi offrono quindi la materiale rap-
presentazione di qualche cosa che sarebbe indivisibile ed
insecabile. E quando due anelli s'incontrano, essi si com-
portano come due corpi solidi elastici: dopo Furto, essi
vibrano energicamente. Un caso singolare è quello di due
anelli che si muovono nella stessa direzione, per modo che
i loro centri siano situati sulla stessa linea ed i loro piani
siano perpendicolari a questa linea; allora Fanello che é in
arretrato si contrae continuamente, mentre cresce la sua
velocità. Quello che era in avanzamento si dilata in quella
vece, diminuendo la sua velocità fino a che F altro F abbia
sorpassato, ed allora ricomincia lo stesso giuoco, per modo
che gli anelli si penetrano alternativamente. Ma, attraverso
a tutti questi cambiamenti di forma e di velocità, ciascuno
conserva la sua propria individualità, e quelle due masse
circolari di fumo muovonsi nelFaria come qualche cosa di
perfettamente distinto ed indipendente. Queste curiose espe-
rienze sono state fatte in Inghilterra [1].

Dunque Helmholtz ha scoperto le proprietà fondamentali
della materia turbinante, e W. Thomson ha detto: questo
mezzo perfetto ed i vortici che lo percorrono rappresentano

[1] P. G. Tait. Lectures on some recent adcanees in physlcal Science,
London, I87d.

La teoria atomica. 20

300 CO.XCLUSIOXE

Tuniverso. Un fluido riempie tutto lo spazio, e ciò che noi
chiamiamo materia sono le porzioni di questo fluido ani-
mate da movimenti vorticosi. Sono esse legioni innume-
revoli di piccolissime, frazioni o porzioni, ma ognuna di
queste porzioni ò perfettamente limitata, distinta dalla massa
intiera e distinta da tutte le altre, non per la sua propria
sostanza, ma per la sua massa e pei suoi modi di movimenti,
qualità ch'essa conserverà eternamente. Quelle porzioni
sono gli atomi. Nel mezzo perfetto che tutti li contiene, nes-
suno di essi può cambiare o sparire, nessuno di essi può
nascere spontaneamente. Dappertutto gli atomi della stessa
specie sono istessamente costituiti e sono dotati delle stesse
proprietà. Infatti, non sappiamo noi che gli atomi d'idro-
geno vibrano esattamente secondo gli stessi periodi, sia che
si riscaldano in un tubo di Geissler, sia che si osservano
nel sole o nella più lontana nebulosa?

Tal'é, in poche parole, il concetto degli atomi-vortici. Esso
spiega in modo soddisfacente alcune delle proprietà della
materia, e di tutle le ipotesi sulla natura degli atomi è
<(uella che sembra offrire maggiore verosimiglianza. Si vede
altresì eh' essa permette di far rivivere e sotto una forma
più accettabile di quella che aveva tentato Prout, l'antica
ipotesi suir unità della materia. È dessa un' idea assoluta-
mente nuova? No: essa è rinnovata da Cartesio: tanto è
vero che, quando si tratta dell'eterno e forse insolubile
problema della costituzione della materia, lo spirito umano
sembra aggirarsi in un circolo, perpetuandosi le stesse idee
attraverso le età e presentandosi, sotto forme ringiovanite,
alle elette intelligenze che cercarono di scandagliare questo
problema. Ma non havvi qualche differenza nel modo di
operare di questi spiriti superiori? Certamente; gli uni, forse

303 CONCLUSIONE

Ciò significa forse che questa ipotesi s'impone perché
essa spiega tante cose in chimica ed in fìsica? Niente el^
fatto. Nella sua forma attuale, essa ò ben lontana dall^es-
sere perfetta, e se essa interpreta a maraviglia alcuni fe-
nomeni di peso e di misura, che per verità sono fondamentali
in chimica, lascia nell'oscurità altri fenomeni. Le proprietà
dei corpi semplici e composti sono probabilmente funzione
della natura intima degli atomi, della loro forma, dei loro
modi di movimento. Ma quelle cose sono incerte, scono-
sciute. Ecco perchè con delle nozioni imperfette sull'essenza
stessa degli atomi, la teoria non prevede nò le forme delle
combinazioni, nò le loro proprietà. Ciò spetta all'esperienza.
Ora una teoria perfetta dovrebbe non solo guidare l'espe-
rienza, ma prevenirla.

Ma, qualunque sia la sorte che avrà l'ipotesi in discorso,
una cosa rimane acquisita definitivamente, ed ò la nota-
zione chiamata atomica, perché un nome gli si deve pure
applicare, ma che è indipendente, fino ad un certo punto,
dall'ipotesi ch'essa richiama.

La notazione attuale si fonda sopra dei fatti. Essa rias-
sume ed in qualche modo concilia le scoperte più impor-
tanti relative alle combinazioni chimiche, quelle di Richter,
di Dalton e di Gay-Lussac. Essa riposa in particolare sopra
una rigorosa applicazione della legge dei volumi da que-
'st'ultimo scoperta ed interpretata da Avogadro ed Ampère.
E quando la legge dei volumi ci fa difetto, in ragione della
fissità degli elementi o delle loro combinazioni, noi invo-
chiamo per la determinazione dei pesi atomici e per la co-
struzione delle formole, la legge dei calori specifici o la
legge dell'isomorfismo.

La notazione che prende il suo nome dalla ipotesi ato-

IPOTESI SULLA COSTITUZIONE DELLA MATERIA 309

mica, riposa dunque sulla base incrollabile deiresperienza.
Noi diremo altrettanto delle considerazioni sulF atomicità.
Esse si basano sul fatto che le forme delle combinazioni
sono diverse, come ce Thanno insegnato, dapprima la sco-
perta delle proporzioni multiple di Dalton, secondariamente
la scoperta di Gay-Lussac relativa ai rapporti secondo i
quali i corpi gasosi si combinano in volumi, rapporti sem-
plici, ma non identici pei diversi gas. Le considerazioni sulla
valenza, ossia valore di combinazione degli elementi, soprav-
vivrebbero quindi all'ipotesi degli atomi, se quest'ultima
venisse un giorno ad essere sostituita da un'ipotesi più
generale. Ma questo giorno non è arrivato; invano si cer-
cherebbe di screditare la prima fino a tanto che essa si
mostrerà feconda. E la sua fecondità, la sua potenza si ma-
nifestano negli incessanti progressi della scienza. È dessa
che vivifica le scoperte più recenti, come fu da' tempi di
Dalton, suo immortale autore, Tistrumento più perfetto per
i concetti elevati della teoria e la guida più sicura per le
ricerche sperimentali.

APPENDICE

NOTA I.

sull'acqua di cristallizzazione.

La fissazione dell* acqua di cristallizzazione è un fenomeno ad un
tempo d'ordine chimico e d'ordine fisico; d'ordine chimico per la ragione
che la forza chimica, l'affinità elettioa gode un ufficio in quel feno-
meno, d' ordine fisico per la ragione che la forma esterna o il cam-
biamento di stato non vi sono stranieri. La loro idratazione ed il loro
grado di idratazione è determinato dalla natura della base piuttosto
che dalla natura dell* acido, perchè noi sappiamo che tutti i solfati,
per es., non cristallizzano colla stessa quantità d'acqua, e che due sol-
fati vicinissimi, quello di potassio e quello di sodio, per es., possono
essere uno anidro, idrato r altro. Se dunque, è la natura della base
che determina il grado di idratazione, almeno in alcuni sali, sembra
parimenti che sia essa, cioè il metallo che attrae le molecole d'acqua.
Questa attrazione può essere dovuta allo sviluppo di atomicità supple-
mentari, nel metallo del sale e nell'ossigeno dell'acqua. Qui siamo su
di un terreno seminato d' ipotesi. Io sarò quindi breve e darò un solo
esempio.

Il solfato ramico cristallizza con 5 molecole dì acqua. Il rame di-
ventando tetravalente può attrarli a condizione che l'ossigeno stesso
dell* acqua diventi tetravalente, e si comprende che le 5 molecole di
acqua possono saldarsi in modo da lasciare all'estremità della catena

NOTE 315

in ossigeno, mi sembrano piuttosto provocate dal legame, vale a dire
dall' affinità di atomi eterogenei, che non dal legame di atomi della
stessa natura, come lo solfo collo solfo, Possigeno coirossigeno.

Solfato Solfato Solfato doppio,

di magnesio* di potassio.

Qui due atomi d'ossigeno del solfato di potàssio sonò diventati tetra-
valenti, nello stesso. tempo che il magnesio della molecola di solfato
di magnesio.

[2J OK

SO^Mg + S04K« L^S=Mg/ ^Sf

Solfato Solfato Solfato doppio,

di magnesio. di potassio.

Qui il magnesio, fattosi tetravalente, si mette in rapporto collo solfo
esatomico della molecola del solfato di potassio.
Io non insisto, perchè tutto ciò è aifatto ipotetico.

NOTA III.
sull'isomeria degli alcool amilici.

Per dare un' idea della facilità colla quale la teoria dell' atomicità
interpreta e prevede i casi d'isomeria, aggiungeremo qui alcuni parti-
colari suir isomerìa degli alcool amilici. Non abbiamo voluto presen-
tarla nel testo, per non complicare la nostra esposizione.

Si conoscono degli alcool amilici primari, secondari, terziari (pa-
gina 275). L' alcool amilico normale, scoperto da Lieben, e l' alcool
amillco di fermentazione sono entrambi primari. L' alcool di fermen-
tazione esercita il potere rotatorio a sinistra. Le Bel ha scoperto re-
centemente l'alcool amilico destrogiro. Pasteur aveva fatto conoscere
la varietà inattiva, miscuglio degli alcool destrogiro e levogiro

316

NOTE

Le- forinole seguenti esprimono la costituzione di questi alcool

CH3

H«

:h8.oh

Alcool amilico
normale.

CH3 CH3

\ /
CH

i
i

H«.OH

Alcool amilico
di fermentazione.

III.
CH3

CII2

CH-GH3

CH2.0H

Sconosciuto.

IV.
CH3

CH3-C— CH3

CH2.0II

Sconosciuto.

Rapportando la costituzione di questi alcool a quella dell* alcool
ordinario, si possono considerare 1 due primi come un idrato d' etllo
nel quale un atomo d'idrogeno del gruppo CH3 sarebbe rimpiazzato
dal propllo o dall'isopropllo, il terzo come dell' idrato di etllo nel quale
un atomo sarebbe rimpiazzato dalPetìlo ed un altro dal metile, final-
mente, il quorto come dell' idrato di etllo nel quale tre atomi d' idro-
geno sarebbero rimpiazzati da tre gruppi metilici ; quest'ultimo alcool
corrispondendo all'acido trimetilacetico di Boutlerow. Questo modo di
vedere trova la sua espressione nelle formole seguenti ;

CH3

I
CH2.0H

CH2(C3H7)

CH2.0H

II.
CH2(C3H7)i

GH2.0H

III.

I \C2H5

CH2.0H

IV.

C(GH3)3

CH2.0H

Idrato d'etilo. Idrato d' etllo Idrato d' étUo Idrato d' etìlo Idrato d' etllo
propilato. isopropilato. metiletilato. trimetilato.

Gli alcool amilici secondari sono in numero di tre, cioè:

GH3

GH2

I
CH2

GH.OH

GH3

Bolle a 120''
A. Wurtz.

VI.

GH3 GH3

\ /
GH

I
GH.OH

I
GH3

Bolle a 108^
Wichnegratsky.

VII.
GH3
I

cm
I

GH.OH
GH«

GH3

Bolle a 116O-117O
Saytzew.

Questi alcool amilici secondari possono considerarsi come derivati

NOTE

317

dell'alcool metilico nel quale due atomi d'idrogeno sarebbero sostituiti
sia dal propllo e dal metilo, sia dall' isopropUo e dal metllo, sia da due
gruppi etilici.
In questo modo si hanno le formole semplificate :

CH3

I
OH

Idrato di metllo.

,"\CH3
OH

Idrato metilico
propil-metilato.

VI.

p„/(C3H7)i
I \CH3

Idrato metilico
isopropil-metilato.

VII.

/C2H5
I \G2H5
OH

Idrato metilico
dietilato.

Infine si conosce un alcool amilico terziario, ed è il corpo che io ho
descritto sotto il nome di idrato di amileno. Esso contiene due gruppi
metilici ed un gruppo etilico.

VIII.

CH3

CH3-C.0H

I
CH2

I
CH3

Vili.

/(CH3)2
I \G2H5
OH

Alcool amilico terziario.

Abbiamo dato tutte queste formole per mostrare con quale facilita
la teoria dell'atomicità prevede, limita ed interpreta i casi d'isomeria
più complessi. I principi qui sviluppati si applicherebbero a mille altri
esempi.

NOTA IV.

MODO d'agire del CALORE SUI GAS.

Nel testo abbiamo indicato il modo d' agire del calore sulle mole-
cole di un corpo solido. Ci sembra utile di completare qui quelle in-
dicazioni analizzando il caso di un corpo gasoso. Il calore assorbito
dai gas produce parecchi effetti e varia, com' è noto, secondo che si
riscalda il gas sotto pressione costante o sotto volume costante. Nel
primo caso serve :

318 A07ii:

l.<* A compiere il lavoro esterno corrispondente alla dilatazione ed
alla pressione sopportata dal gas ;

2.® Ad aumentare l' energia del moto molecolare progressivo ret-
tilineo ;

3.° Ad accrescere l'energia del moto atomico ed a produrre nell'in-
terno della molecola im certo lavoro, quando questa molecola è co-
stituita da più atomi.

Nel secondo caso, quando si scalda un gas sotto volume costante,
il primo effetto è soppresso. Il secondo ed il terzo si manifestano, ma
nulla prova che il lavoro interno sia lo stesso sotto pressione costante
e sotto volume costante. Questo lavoro è soppresso nel caso di gas
monoatomici, come il vapore di mercurio (pagina 111). Esso deve cre-
scere col numero degli atomi nella molecola.

L'energia totale di una molecola gasosa si compone dell'energia del
moto molecolare progressivo e dell'energia atomica (cinetica e poten-
zialo). Clausius ammette che esista una relazione tra l'energia totale H
e l'energia del moto progressivo K, ed esprime questa relazione col-
l'cquazione seguente:.

H 2 1

K 3 • /c- 1 *

k essendo il rapporto dei calori specifici (pagina 112). Nel caso

del vapore di mercurio, H=K, fe = 1,666. Nel caso di gas poliatomici, k,
prendo dei valori più pìccoli che sono compresi per H2, 02^ Az2 fra
l.m'i 1,113. Questi valori si fanno tanto più piccoli, quanto più grande
tN il numtiro dejj:li atomi di cui si compone la molecola gasosa.

Lo assoluto corrisponderebbe alla cessazione dei moti molecolari
ed atomici. \as toiiii>oraturo di un gas crescono proporzionalmente
all'onorala cinotica dello suo molecole, od ancora, rimanendo costanti
lo rnaMHi?, ai «luadratl dolio velocità molecolari. Il calore contenuto in
\ina niasHa casosa ò rappresentato dalla somma delle energie cinetiche'
dtOlo Buo molocolo.

FINE.

ERRORI

Pag. 66, linea li: Sumero di
atomi nell'unità di colarne.

CORREZIONI

Dalla 4* colonna va traspor
tato alla 3*^, in seguito a Quo»
zienti, ecc.

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